[go: up one dir, main page]

NL1016034C2 - Werkwijze en systeem voor het identificeren en kwantificeren van chemische componenten van een te onderzoeken mengsel van materialen. - Google Patents

Werkwijze en systeem voor het identificeren en kwantificeren van chemische componenten van een te onderzoeken mengsel van materialen. Download PDF

Info

Publication number
NL1016034C2
NL1016034C2 NL1016034A NL1016034A NL1016034C2 NL 1016034 C2 NL1016034 C2 NL 1016034C2 NL 1016034 A NL1016034 A NL 1016034A NL 1016034 A NL1016034 A NL 1016034A NL 1016034 C2 NL1016034 C2 NL 1016034C2
Authority
NL
Netherlands
Prior art keywords
mass
entropy
chromatogram
chromatograms
mixture
Prior art date
Application number
NL1016034A
Other languages
English (en)
Inventor
Jacobus Thomas Wilhelmu Vogels
Floria Wulfert
Jan Van Der Greef
Albert Tas
Original Assignee
Tno
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from NL1015875A external-priority patent/NL1015875C2/nl
Application filed by Tno filed Critical Tno
Priority to NL1016034A priority Critical patent/NL1016034C2/nl
Priority to US09/920,993 priority patent/US6743364B2/en
Priority to CA002417621A priority patent/CA2417621A1/en
Priority to DE60114245T priority patent/DE60114245T2/de
Priority to EP01974972A priority patent/EP1384248B1/en
Priority to JP2002518495A priority patent/JP2004506216A/ja
Priority to IL15418801A priority patent/IL154188A0/xx
Priority to AT01974972T priority patent/ATE307387T1/de
Priority to PCT/NL2001/000590 priority patent/WO2002013228A2/en
Priority to AU2001294343A priority patent/AU2001294343A1/en
Publication of NL1016034C2 publication Critical patent/NL1016034C2/nl
Application granted granted Critical
Priority to US10/829,680 priority patent/US7056434B2/en

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N30/00Investigating or analysing materials by separation into components using adsorption, absorption or similar phenomena or using ion-exchange, e.g. chromatography or field flow fractionation
    • G01N30/02Column chromatography
    • G01N30/86Signal analysis
    • G01N30/8665Signal analysis for calibrating the measuring apparatus
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N30/00Investigating or analysing materials by separation into components using adsorption, absorption or similar phenomena or using ion-exchange, e.g. chromatography or field flow fractionation
    • G01N30/02Column chromatography
    • G01N30/86Signal analysis
    • G01N30/8624Detection of slopes or peaks; baseline correction
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J49/00Particle spectrometers or separator tubes
    • H01J49/0027Methods for using particle spectrometers
    • H01J49/0036Step by step routines describing the handling of the data generated during a measurement
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N30/00Investigating or analysing materials by separation into components using adsorption, absorption or similar phenomena or using ion-exchange, e.g. chromatography or field flow fractionation
    • G01N30/02Column chromatography
    • G01N30/86Signal analysis
    • G01N30/8624Detection of slopes or peaks; baseline correction
    • G01N30/8641Baseline
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N30/00Investigating or analysing materials by separation into components using adsorption, absorption or similar phenomena or using ion-exchange, e.g. chromatography or field flow fractionation
    • G01N30/02Column chromatography
    • G01N30/86Signal analysis
    • G01N30/8658Optimising operation parameters
    • G01N30/8662Expert systems; optimising a large number of parameters
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N30/00Investigating or analysing materials by separation into components using adsorption, absorption or similar phenomena or using ion-exchange, e.g. chromatography or field flow fractionation
    • G01N30/02Column chromatography
    • G01N30/86Signal analysis
    • G01N30/8675Evaluation, i.e. decoding of the signal into analytical information
    • G01N30/8686Fingerprinting, e.g. without prior knowledge of the sample components

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Other Investigation Or Analysis Of Materials By Electrical Means (AREA)
  • Investigating Or Analysing Biological Materials (AREA)
  • Electron Tubes For Measurement (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Non-Biological Materials By The Use Of Chemical Means (AREA)

Description

Λ
Werkwijze en systeem voor het identificeren en kwantificeren van chemische componenten van een te onderzoeken mengsel van materialen
De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het identificeren en 5 kwantificeren van chemische componenten van een te onderzoeken mengsel van materialen, omvattende het onderwerpen van het mengsel aan een scheidingsmethode (o.a. gas/vloeistof-chromatografie, electroforese, capillaire electrochromatografie, isoelectric-focusing, super kritische vloeistof chromatografie etc.) om de componenten van het mengsel te scheiden in gescheiden materialen en het onderwerpen van de 10 gescheiden materialen aan spectrometrie om de componenten te detecteren en te identificeren, waarbij een totaal ionenstroomchromatogram (of ionenelectropherogram) en spectra worden verkregen en waarbij uit de spectra massa's worden geselecteerd en voor elke massa massachromatogrammen worden verkregen. Tevens omvat de werkwijze de mogelijkheid om de geselecteerde componenten als vingerafdruk te 15 bundelen en deze in combinatie met chemometrische en biometrische technieken als karakteriseringsmethode te gebruiken voor complexe mengsels van allerlei oorsprong,
Een dergelijke werkwijze is partieel bekend uit het Amerikaanse octrooischrift 5.672.869.
Met moderne instrumentatie is de tijd voor het verkrijgen van de bovengenoemde 20 dataset, zoals chromatogrammen en massaspectra niet de kritische factor meer, maar de tijd die nodig is voor het analyseren van de data zelf. In het bijzonder bevat een dataset duizenden spectra gemeten over een m/z (massa/lading) bereik van twee tot drie decaden. Een uitgebreid onderzoek aan een dataset kan verscheidene uren tot zelfs dagen in beslag nemen, indien een volledige analyse vereist is. In het bijzonder in een 25 researchomgeving moet deze analyse worden uitgevoerd door hoog gekwalificeerde en daarom dure werknemers.
In het Amerikaanse octrooischrift 5.672.869 is een dataverwerking beschreven, die gebaseerd is op het zoveel mogelijk scheiden van storingspieken en ruis uit de chromatogrammen om de relevante data te verkrijgen. Hierbij wordt een 30 soortgelijkheidsindex tussen elk massachromatogram en een daarbij behorend gladgestreken (ook wel smoothed genoemd) massachromatogram berekend en gebruikt voor de betreffende scheiding.
I Ü r v.· 'v 2
De uitvinding heeft ten doel te voorzien in een werkwijze van de in de aanhef genoemde soort, waarbij de scheiding tussen storingspieken en ruis enerzijds en relevante data anderzijds nauwkeuriger en duidelijker plaatsvindt, waardoor de data-analysetijd wordt verkort en de operator zijn of haar deskundigheid efficiënter kan 5 gebruiken. Met andere woorden kan meer aandacht worden geschonken aan interpretatie van de data in plaats van het uitvoeren van herhaalde routinematige taken. Tevens biedt de werkwijze de mogelijkheid om unieke vingerafdrukken van complexe mengsels te genereren, welke in toenemende mate worden gegenereerd in allerlei gebieden (chemie, farmacie, medisch, biologie, biotechnologie etc.), maar in het 10 bijzonder in de levenswetenschappen o.a. voortvloeiend uit de analyse van biologische materialen gericht op DNA fragmenten, eiwitten en metabole componenten.
Dit doel wordt volgens de uitvinding daardoor bereikt, dat de basislijn van de massachromatogrammen wordt gecorrigeerd en dat de entropie van elk massachromatogram wordt berekend en opgeslagen en indien gewenst gevolgd door 15 verwerking van deze entropiewaarden c.q. op deze entropiewaarden geselecteerde componenten door middel van chemometrische en biometrische methoden, waarvan voorkeursvormen zijn multivariate analyse technieken (PCA, DA, PLS, PLDA, neural netwerken), patroonherkenningtechnieken en Fourier Transform technieken.
Verdere uitvoeringsvormen van de werkwijze volgens de uitvinding zijn in 20 volgconclusies omschreven.
Voorts heeft de uitvinding betrekking op een systeem voor het identificeren en kwantificeren van chemische componenten van een te onderzoeken mengsel van materialen, welk systeem als meest gebruikelijke uitvoering een chromatograaf omvat, maar daartoe niet beperkt is, voor het scheiden van de componenten van het mengsel in 25 gescheiden materialen en een spectrometer waaraan de gescheiden materialen worden toegevoerd om de componenten te detecteren en te identificeren, waarbij een totaal ionenstroomchromatogram en spectra worden verkregen en waarbij uit de spectra massa's worden geselecteerd en voor elke massa een chromatogram wordt verkregen. Dit systeem heeft volgens de uitvinding het kenmerk, dat een basislijncorrectie-30 inrichting aanwezig is voor het corrigeren van de basislijn van de massachromatogrammen en dat een entropie-rekeninrichting aanwezig is voor het berekenen van de entropie van de massachromatogrammen en voorts een opslaginrichting aanwezig is voor het opslaan van de entropiewaarden.
3
Uitvoeringsvormen van het systeem volgens de uitvinding zijn in volgconclusies omschreven.
De uitvinding zal hierna nader worden toegelicht aan de hand van de figuren.
Figuur 1 toont een voorbeeld van een totale ionenstroomchromatogram zoals 5 verkregen door middel van een vloeistofchromatograaf in combinatie met een massaspectrometer.
Figuur 2 toont een grafiek van voorbeelden van berekende entropieën van chromatogrammen.
Figuur 3 toont een volgens de uitvinding gecorrigeerd totaal 10 ionenstroomchromatogram.
Figuur 4a, 4b toont een stroomschema van een bij voorkeur toe te passen uitvoeringsvorm van de uitvinding.
Figuur 5 geeft aan de bij voorkeur toe te passen uitvoeringsvorm bij verwerking van de geselecteerde of entropie-gewogen componenten met 15 biometrische/chemometrische technieken.
Bij het detecteren, identificeren en kwantificeren van componenten in een materiaal wordt dikwijls de combinatie van chromatografie of electromigratiemethoden en spectrometrie toegepast. In figuur 1 is een voorbeeld van een totale ionenstroomchromatogram getoond, dat verkregen is door middel van de combinatie 20 van vloeistofchromatografie en massaspectrometrie.
Vloeistofchromatografie is een type van chromatografie en is een methode voor het scheiden van mengsels. In de eenvoudigste vorm van een chromatografieproces wordt een verticale buis toegepast, die gevuld is met fijn verdeelde vaste deeltjes en wordt zoals bekend de stationaire fase genoemd. Het te scheiden mengsel van 25 materialen wordt aan de bovenzijde van de buis geplaatst en langzaam naar beneden gewassen met een geschikte vloeistof, namelijk de mobiele fase.
Het mengsel lost eerst op en elk molecuul wordt in de stromende vloeistof getransporteerd en wordt daarna gebonden met of geadsorbeerd aan de stationaire fase. Elk type molecuul zal een verschillende tijdsperiode in de vloeistoffase verblijven 30 afhankelijk van de mate van adsorptie, zodat elke verbinding door de buis zal dalen met een afwijkende snelheid, zodat elke verbinding wordt gescheiden van elke andere verbinding.
1 0 ; l 3 o 4 ! 4
De moleculen van het te scheiden mengsel wisselen vele malen uit tussen de mobiele en de stationaire fase. De snelheid waarmee dit plaatsvindt hangt af van de mobiliteit van de afzonderlijke moleculen, de temperatuur en de bindingskrachten. Het verschil in de tijdsperiode waarin elk type molecuul in de mobiele fase verblijft, leidt 5 tot een verschil in transportsnelheid en tot de scheiding van substanties.
Chromatografie wordt primair toegepast als een scheidingstechniek. Ondanks de verschillen in de analysetijden voor verschillende hierboven genoemde species is er in het algemeen onvoldoende specificiteit om de componenten te kunnen identificeren. Daarom wordt in het algemeen de chromatografietechniek gebruikt in serie met een 10 identificatietechniek. De meest geschikte en dikwijls toegepaste techniek is massaspectrometrie.
Bij de hierboven genoemde techniek, hierna LCMS-techniek genoemd, is de chromatografie-inrichting direct gekoppeld met een massaspectrometer die constant scant (bijvoorbeeld elke 1-5 seconden) terwijl de gescheiden componenten uit de 15 chromatograaf spoelen. Op deze wijze wordt een groot aantal massaspectra voor elke analyse geregistreerd. Er zullen spectra worden verkregen, die slechts "achtergrond" bevatten, omdat op dat moment geen componenten uit de chromatograaf spoelen. Wanneer een component uit de chromatograaf komt zullen de massaspectra veranderen afhankelijk van de aard van de component die de massaspectrometer binnentreden. Elk 20 massaspectrum zal een bepaald aantal ionen bevatten, die tezamen een totale ionenstroom tot stand brengen, waarvan de intensiteit in figuur 1 is uitgezet als functie van de tijd. Dit totale ionenstroomchromatogram is in het algemeen het initiële product van de LCMS-techniek en vormt de basis voor de componentdetectie. Een alternatieve grafiek is die van een individuele massa als functie van de tijd, deze grafiek wordt een 25 massachromatogram genoemd.
Bij de hierboven beschreven methode wordt vloeistofchromatografie en massaspectrometrie, inclusief allerlei verschillende vormen van instrumenten (Ion Trap, Time-of-flight, FTMS, quadrupole, sector instrumentatie of multiple combinaties van MS-hardware uitvoeringen zoals MS/MS (o.a. QQQ, QTOF, ion trap-sector, 30 quadrupole sector) en geavanceerde experimenten (MS/MS, hoge resolutie massachromatografie etc. toegepast, echter er zijn uiteraard ook andere combinaties mogelijk, zoals bijvoorbeeld LC/NMR, LC/UV, of combinaties zoals LC/MS/MS, GC/MS, CE/MS, CEC/MS, ITP/MS, IEF/MS, SFC/MS.
5
Uit het voorgaande blijkt dat de LCMS-techniek een zeer uitgebreide dataset oplevert. Bij het analyseren van deze uitgebreide dataset worden dikwijls de volgende problemen ondervonden.
Vooral in een researchomgeving zijn de van belang zijnde massa's niet vooraf 5 bekend. Voorts is vaak het belang van minderheidscomponenten hoog. Een zeer groot aantal massachromatogrammen moeten worden bekeken en bestudeerd, terwijl de identificatie van de pieken van de chromatogrammen moeilijk is als gevolg van de complexiteit van de dataset en meestal ook van de lage signaal-ruisverhouding daarvan.
De uitvinding komt tegemoet aan deze problemen en minimaliseert de analysetijd 10 van de data in de dataset.
De uitvinding is gebaseerd op drie aspecten namelijk het maken van een onderscheid tussen pieken en ruis of storingspieken en het herkennen van massa's die van eenzelfde component afkomstig zijn.
Volgens het eerste aspect worden massachromatogrammen geselecteerd, die 15 chemische informatie bevatten en worden massachromatogrammen verwijderd die slechts achtergrondruis of storingspieken bevatten. Hierdoor wordt de signaal-ruisverhouding in de overblijvende dataset aanzienlijk verhoogd omdat de ruis en storingen selectief worden verwijderd (verhoging van de sensitiviteit).
Volgens het tweede aspect worden de massa's die overeenkomstige 20 chromatogrammen vertonen snel gedetecteerd en gebruikt voor de identificatie van een chemische component.
Volgens het derde aspect worden de gedetecteerde massa's volgens het eerste en tweede aspect gecombineerd in een vingerafdruk van het onderzochte mengsel of worden de entropie gewogen profielen als vingerafdruk gebruikt, ten einde complexe 25 mengsels te kunnen vergelijken met chemometrische/biometrische technieken.
Alle cruciale beslissingsstappen worden dus overgelaten aan de expert. Massachromatogrammen worden gesorteerd volgens waarschijnlijkheid dat deze relevante pieken bevatten of door hun waarschijnlijkheid te behoren bij een bepaalde component. Door toepassing van de uitvinding kan de expertise van personen op een 30 efficiëntere wijze worden gebruikt.
Volgens het eerste aspect van de uitvinding wordt de basislijn van de massachromatogrammen gecorrigeerd, waarna de entropieën van deze massachromatogrammen worden berekend en opgeslagen. Hiermede wordt een goede 6 en nauwkeurige maatstaf verkregen, op basis waarvan de massachromatogrammen kunnen worden geanalyseerd. Hiertoe worden de massachromatogrammen met de berekende entropiewaarden op een beeldscherm weergegeven en kunnen aldus worden beoordeeld.
5 De basislijncorrectie volgens de uitvinding is gebaseerd op de aanname dat de basislijn door alle pieken van het chromatogram loopt waar geen pieken voorkomen. Daarom wordt eerst aan de hand van de eerste en tweede afgeleide van het chromatogram bepaald waar pieken voorkomen. Vervolgens worden door de overgebleven pieken een functie geplot met behulp van het Savitsky-Golay Algoritme. 10 Deze functie wordt gebruikt om elk punt van het originele chromatogram te corrigeren voor de voorspelde hoogte van de basislijn op dat punt.
Na deze correctie wordt van het resterende spectrum de entropie berekend volgens de formule 15 η = Σ!.[ΡΧΡ[)
De hierboven weergegeven formule, het Savitsky-Golay algoritme en “smoothing” zijn beschreven in Numerical Recipes in C, second edition, The Art of Scientific computing, W.H. Press, B.P. Flannery, S.A. Teukolsky, W.T. Vetterrling, 20 Cambridge University Press, 1988 ISBN 0-521-35465-X, pagina’s 650-655.
Bij een uitvoeringsvorm van de werkwijze volgens de uitvinding worden voorafgaand aan de entropieberekening de massachromatogrammen gladgestreken (ook wel smoothing genoemd).
In figuur 2 zijn als voorbeeld de entropiewaarden als functie van de m/z waarde 25 getoond. Voorts is als horizontale lijn een gekozen entropiedrempelwaarde ingetekend. In deze figuur 2 is de selectiemogelijkheid op basis van entropiewaarde gevisualiseerd.
Volgens de uitvinding kunnen massachromatogrammen worden geselecteerd, waarvan de berekende entropiewaarde hoger is dan een vooraf gekozen entropiedrempelwaarde. Uit de aldus geselecteerde massachromatogrammen kan weer 30 een gereconstrueerd totaal ionenstroomchromatogram worden gevormd. In figuur 3 is een voorbeeld van een dergelijk gereconstrueerd totaal ionenchromatogram weergegeven. Hier is weer de intensiteit van de totale ionenstroom als functie van de tijd uitgezet. Het initiële in figuur 1 getoonde totale ionenstroomchromatogram en het •i , ·, '' ' Λ + , · * 7 in figuur 3 getoonde gereconstrueerde chromatogram gelden voor hetzelfde mengsel. Bij vergelijking van deze beide chromatogrammen blijkt duidelijk de aanzienlijke ruisreductie. De pieken toornen duidelijk boven de ruis uit.
Het gereconstrueerde totale ionenstroomchromatogram is een zeer goed 5 hulpmiddel voor de operator bij de analyse van het te onderzoeken mengsel.
Volgens het tweede aspect van de uitvinding moeten de volgende stappen worden uitgevoerd, te weten het identificeren van massa's van een component; het groeperen en opslaan daarvan onder één (component-) naam en het verwijderen van de hele groep uit het gereconstrueerde totale ionenstroomchromatogram en het vervolgens identificeren 10 van de resterende pieken.
De werkwijzestappen volgens de uitvinding zullen hierna aan de hand van het stroomschema van figuur 4a, 4b worden toegelicht.
Allereerst wordt volgens het bovenste blok de data opgehaald uit de LCMS-inrichting of andere inrichting met soortgelijke functie. Een chromatogram wordt in 15 blok A geselecteerd. Het geselecteerde chromatogram wordt in blok B gladgestreken (smoothing) waarna in blok C een basislijncorrectie wordt uitgevoerd. De volgorde van gladstrijken en basislijncorrectie kan ook worden omgekeerd. Na het uitvoeren van de gladstrijkstap en de basislij ncorrectiestap wordt in blok D de entropie van het chromatogram berekend. Volgens de lus via (N = N +1) wordt op elk 20 massachromatogram de werkwijzenstappen A, B, C en D uitgevoerd. Opgemerkt wordt dat de stappen B en D van essentieel belang voor de uitvinding zijn, terwijl stap C een bij voorkeur toe te passen stap is.
Vervolgens kunnen de massachromatogrammen worden geordend naar entropiewaarde en als zodanig worden weergegeven. De entropiewaarden worden in 25 stap F weergegeven, bijvoorbeeld gerelateerd aan de massachromatogrammen, zoals in figuur 2.
In stap G wordt een te kiezen entropiedrempelwaarde ingesteld. In blok H worden de massachromatogrammen geselecteerd, waarvan de entropiewaarde hoger ligt dan de ingestelde entropiedrempelwaarde. Dit wordt aangegeven door de luslijn a. 30 In blok I worden de geselecteerde chromatogrammen samengevoegd tot een gereconstrueerd totale ionenchromatogram en op een beeldscherm weergegeven. In het blok K wordt een lijst met relevante entropiewaarden gemaakt en weergegeven.
8
Zoals met de blokken M en N is aangegeven kunnen de chromatogrammen worden weergegeven evenals de geselecteerde massaspectra. Tussen deze twee weergavemogelijkheden kan worden geschakeld hetgeen een goed hulpmiddel is bij de analyse van de data door de operator.
5 De operator kan als volgt te werk gaan.
Uit een lijst of de weergegeven spectra kan een massa worden geselecteerd en wordt volgens de uitvinding de correlatie tussen het bij de geselecteerde massa behorende massachromatogram en alle andere massachromatogrammen berekend en alle andere massa's worden weergegeven volgens hun correlatiecoëfficiënt. De 10 massachromatogrammen kunnen op basis van de correlatiecoëfficiënten worden bekeken en eventueel worden toegevoegd aan een bepaalde groep. Aan deze groep kan dan een naam worden toegewezen.
Bij een uitvoeringsvorm van de uitvinding wordt weer een gereconstrueerde totale ionenstroomchromatogram gevormd, waarbij echter een geselecteerde groep 15 wordt uitgezonderd. Deze operatie kan worden voortgezet, totdat in het gereconstrueerde totale ionenstroomchromatogram geen piek meer overblijft.
De hierboven beschreven werkwij zestappen volgens de uitvinding kunnen door middel van hardware-inrichting en worden uitgevoerd die in de volgende inrichtingconclusies zijn omschreven, echter worden deze bij voorkeur in software 20 geïmplementeerd.
Door het optellen van de intensiteiten voor ieder massaspoor kan een centraal spectrum worden verkregen dat representatief is voor gehele dataset. Dit centrale spectrum kan bovendien worden gewogen met de entropiewaarden van ieder individueel massaspoor, hetgeen leidt tot een entropie gewogen centraal 25 massaspectrum.
De uitvoeringsvorm van de uitvinding waarbij gebruik gemaakt wordt van het genereren van een vingerafdruk van het mengsel heeft een tweetal opties, zoals weergegeven in Figuur 5. In Figuur 5 is een voorbeeld van deze werkwijze aangegeven, waarbij vanuit de gegenereerde dataset enerzijds het spectrum bevattende de 30 entropiewaarden als functie van de m/z waarde (IQ-spectrum) als input wordt gebruikt voor de multi-variate gegevensverwerking. Hierbij kan dan het totale IQ-spectrum als input fungeren, dan wel kan een entropiewaarde als selectie gebruikt worden voor een inputdrempel. Een andere route is om op basis van IQ-waarde selectie een zogenaamd 9 gereconstrueerd totaal ionenstroom chromatogram (RIC) te maken waarin alle m/z traces worden gebruikt die geselecteerd zijn. Op deze wijze kan tevens bij geen selectie een totaal ionenstroom-chromatogram (TIC) als input dienen. Eveneens kan bij geen selectie niet de intensiteitsom per tijdseenheid als chromatogram worden gebruikt, maar 5 een per tijdseenheid gesommeerde entropie waarde worden gebruikt resulterend in een totaal entropie-chromatogram (TEC). Daarenboven resulteert deze werkwijze bij entropie selectie in een gereconstrueerd entropie-chromatogram als input. De combinatie van evaluaties via multivariate analyse van zowel de m/z-dimensie als de tijdsdimensie in alle vormen, met en zonder entropie selectie, biedt een nieuwe wijze 10 van de karakterisering van complexe mengsels middels scheidingsmethoden gekoppeld aan spectrometrie.

Claims (36)

1. Werkwijze voor het identificeren en kwantificeren van chemische componenten van een te onderzoeken mengsel van materialen, omvattende het 5 onderwerpen van het mengsel aan een scheidingsmethode (o.a. gas/vloeistof-chromatografie, electroforese, capillaire electrochromatografie, iso-electric-focusing, super kritische vloeistof chromatografie etc.) om de componenten van het mengsel te scheiden in gescheiden materialen en het onderwerpen van de gescheiden materialen aan spectrometrie om de componenten te detecteren en te identificeren, waarbij een 10 totale ionenstroomchromatogram of ionenelectropherogram en spectra worden verkregen en waarbij uit de spectra massa's worden geselecteerd en voor elke massa massachromatogrammen worden verkregen, met het kenmerk, dat de basislijn van de massachromatogrammen wordt gecorrigeerd en dat de entropie van elk massachromatogram wordt berekend en opgeslagen.
2. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de eerste en tweede afgeleiden van de massachromatogrammen worden bepaald en door de overgebleven pieken een functie geplot met behulp van het Savitsky-Golay algoritme, waarbij deze functie wordt gebruikt voor de basislijncorrectie.
3. Werkwijze volgens conclusie 1 of 2, waarbij de entropiewaarden worden 20 weergegeven.
4. Werkwijze volgens conclusie 1, 2 of 3, waarbij voorafgaand aan de entropieberekening de massachromatogrammen worden gladgestreken (smoothing).
5. Werkwijze volgens conclusie 1, 2, 3 of 4, waarbij massachromatogrammen worden geselecteerd, waarvan de berekende entropiewaarde hoger is dan een vooraf 25 gekozen entropiedrempel waarde.
6. Werkwijze volgens conclusie 5, waarbij uit de geselecteerde massachromatogrammen een gereconstrueerd totale ionenstroomchromatogram wordt gevormd.
7. Werkwijze volgens conclusie 6, waarbij de massachromatogrammen naar 30 entropiewaarden worden geordend.
8. Werkwijze volgens conclusie 7, waarbij de massachromatogrammen geordend naar entropiewaarden worden weergegeven. 3 ' « '
9. Werkwijze volgens één van de voorafgaande conclusies, waarbij spectra voor bepaalde massa's worden geselecteerd en weergegeven.
10. Werkwijze volgens conclusie 8 en 9, waarbij wordt geschakeld tussen het weergeven van massachromatogrammen en het weergeven van massaspectra.
11. Werkwijze volgens één van de voorafgaande conclusies, waarbij een massa uit een lijst of een spectrum wordt geselecteerd, de correlatie tussen het bij de geselecteerde massa behorende massachromatogram en alle andere massachromatogrammen wordt berekend en alle andere massa's worden weergegeven volgens hun correlatiecoëfficiënten.
12. Werkwijze volgens conclusie 11, waarbij de massachromatogrammen worden bekeken en op basis van correlatie eventueel toegevoegd aan een groep.
13. Werkwijze volgens conclusie 12, waarbij een naam aan de groep wordt toegewezen.
14. Werkwijze volgens conclusie 12 of 13, waarbij een gereconstrueerd 15 ionenstroomchromatogram wordt gevormd, waarbij een geselecteerde groep wordt uitgezonderd.
15. Werkwijze volgens conclusie, waarbij de stap van conclusie 13 wordt herhaald totdat er geen pieken in het gereconstrueerde totale chromatogram voorkomt.
16. Systeem voor het uitvoeren van de werkwijze volgens één van de 20 voorafgaande conclusies, omvattende een chromatograaf waaraan een te onderzoeken mengsel kan worden toegevoerd en een daarop aangesloten spectrometer, waarbij een totale ionenstroomchromatogram en spectra worden verkregen en waarbij uit de spectra massa's worden geselecteerd en voor elke massa massachromatogrammen worden verkregen, gekenmerkt door een basislij n-correctie-inrichting waaraan de 25 massachromatogrammen kunnen worden toegevoerd, een entropie-rekeninrichting waaraan massachromatogrammen met gecorrigeerde basislijn kunnen worden toegevoerd en een opslaginrichting voor het opslaan van de berekende entropie-waarden.
17. Systeem volgens conclusie 16, waarbij een inrichting aanwezig is voor het 30 bepalen van de eerste en tweede afgeleide van massachromatogrammen en een inrichting voor het bepalen van een functie door de overgebleven pieken met behulp van het Savitsky-Golay algoritme, waarbij deze functie wordt gebruikt voor de basislijncorrectie.
18. Systeem volgens conclusie 16 of 17, waarbij een weergeefinrichting aanwezig is voor het weergeven van entropiewaarden.
19. Systeem volgens conclusie 16, 17 of 18, waarbij een gladstrijkinrichting (smoothing) aanwezig is voor het gladstrijken van massachromatogrammen 5 voorafgaand aan de entropieberekening.
20. Systeem volgens conclusie 16, 17, 18 of 19, waarbij een selectie-inrichting aanwezig is voor het selecteren van massachromatogrammen waarvan de berekende entropiewaarde hoger is dan een aan de selectie-inrichting toegevoerde vooraf gekozen entropiedrempelwaarde.
21. Systeem volgens conclusie 20, waarbij een optelinrichting aanwezig is voor het optellen van de geselecteerde massachromatogrammen, waarbij op de uitgang van de optelinrichting een gereconstrueerd totaal ionenstroomchromatogram kan worden afgenomen.
22. Systeem volgens conclusie 21, met het kenmerk, dat een geheugeninrichting 15 aanwezig is voor het opslaan van de massachromatogrammen geordend naar entropiewaarden.
23. Systeem volgens conclusie 20, waarbij een weergeefinrichting aanwezig is die gekoppeld is met het geheugen om massachromatogrammen geordend naar entropiewaarden te kunnen weergeven.
24. Systeem volgens één van de conclusies 16-23, waarbij een selectie- en weergeefinrichting aanwezig is voor het selecteren en weergeven van spectra voor bepaalde massa's.
25. Systeem volgens conclusie 23 en 24, waarbij een schakelinrichting aanwezig is voor het schakelen tussen het weergeven van massachromatogrammen en het 25 weergeven van massaspectra.
26. Systeem volgens één van de voorafgaande conclusies, waarbij een selectie-inrichting aanwezig is voor het selecteren van een massa uit een lijst of een spectrum, een correlator aanwezig is voor het berekenen van de correlatie tussen het bij de geselecteerde massa behorende massachromatogram en alle andere 30 massachromatogrammen, waarbij alle andere massa's worden weergegeven volgens hun correlatiecoëfficiënten.
27. Systeem volgens conclusie 26, waarbij een inrichting aanwezig is voor het toevoegen van één of meer massachromatogrammen aan een vooraf bepaalde groep op basis van de berekende correlatiecoëfficiënten.
28. Systeem volgens conclusie 27, waarbij een inrichting aanwezig is voor het 5 toewijzen van een naam aan een bepaalde groep.
29. Een systeem volgens conclusie 27 of 28, waarbij een optelinrichting aanwezig is voor het telkens vormen van een gereconstrueerd ionenstroomchromatogram, waarbij telkens een geselecteerde groep wordt uitgezonderd.
30. Een systeem waarbij een entropie-gewogen centraal massaspectrum wordt 10 berekend en weergegeven.
31. Werkwijze volgens één van de conclusies 1-15, waarbij een vingerafdruk van een te onderzoeken mengsel wordt gegenereerd, doordat het spectrum, bevattende de entropiewaarden als functie van de m/z waarde aan een multivariate analyse wordt onderworpen.
32. Werkwijze volgens één van de conclusies 1-15, waarbij een vingerafdruk van een te onderzoeken mengsel wordt gegenereerd, doordat een gereconstrueerd totaal ionenstroomchromatogram aan een multivariate analyse wordt onderworpen.
33. Werkwijze volgens één van de conclusies 1-15, waarbij een vingerafdruk van een te onderzoeken mengsel wordt gegenereerd, doordat een totaal entropie- 20 chromatogram aan een multivariate analyse wordt onderworpen.
34. Systeem volgens één van de conclusies 16-30, waarbij is voorzien in een multivariate analysator, waaraan het spectrum, bevattende de entropiewaarden als functie van de m/z waarde van een te onderzoeken mengsel wordt teogevoerd en aan de uitgang waarvan de vingerafdruk van het mengsel kan worden afgenomen.
35. Systeem volgens één van de conclusies 16-30, waarbij is voorzien in een multivariate analysator, waaraan een gereconstrueerd totaal ionenstroomchromatogram van een te onderzoeken mengsel wordt toegevoerd en aan de uitgang waarvan de vingerafdruk van het mengsel kan worden afgenomen.
36.Systeem volgens één van de conclusies 16-30, waarbij is voorzien in een 30 multivariate analysator, waarvaan een totaal entropie-chromatogram wordt toegevoerd en aan de uitgang waarvan de vingerafdruk van het mengsel kan worden afgenomen. ********
NL1016034A 2000-08-03 2000-08-28 Werkwijze en systeem voor het identificeren en kwantificeren van chemische componenten van een te onderzoeken mengsel van materialen. NL1016034C2 (nl)

Priority Applications (11)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NL1016034A NL1016034C2 (nl) 2000-08-03 2000-08-28 Werkwijze en systeem voor het identificeren en kwantificeren van chemische componenten van een te onderzoeken mengsel van materialen.
US09/920,993 US6743364B2 (en) 2000-08-03 2001-08-02 Method and system for identifying and quantifying chemical components of a mixture
EP01974972A EP1384248B1 (en) 2000-08-03 2001-08-03 Method and system for identifying and quantifying chemical components of a mixture
DE60114245T DE60114245T2 (de) 2000-08-03 2001-08-03 Verfahren und vorrichtung zur identifizierung und quantifizierung chemischer komponenten einer mischung
CA002417621A CA2417621A1 (en) 2000-08-03 2001-08-03 Method and system for identifying and quantifying chemical components of a mixture
JP2002518495A JP2004506216A (ja) 2000-08-03 2001-08-03 混合物の化学成分を同定および定量するための方法およびシステム
IL15418801A IL154188A0 (en) 2000-08-03 2001-08-03 Method and system for identifying and quantifying chemical components of a mixture
AT01974972T ATE307387T1 (de) 2000-08-03 2001-08-03 Verfahren und vorrichtung zur identifizierung und quantifizierung chemischer komponenten einer mischung
PCT/NL2001/000590 WO2002013228A2 (en) 2000-08-03 2001-08-03 Method and system for identifying and quantifying chemical components of a mixture
AU2001294343A AU2001294343A1 (en) 2000-08-03 2001-08-03 Method and system for identifying and quantifying chemical components of a mixture
US10/829,680 US7056434B2 (en) 2000-08-03 2004-04-22 Method and system for identifying and quantifying chemical components of a mixture

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NL1015875 2000-08-03
NL1015875A NL1015875C2 (nl) 2000-08-03 2000-08-03 Werkwijze en systeem voor het identificeren en kwantificeren van chemische componenten van een te onderzoeken mengsel van materialen.
NL1016034 2000-08-28
NL1016034A NL1016034C2 (nl) 2000-08-03 2000-08-28 Werkwijze en systeem voor het identificeren en kwantificeren van chemische componenten van een te onderzoeken mengsel van materialen.

Publications (1)

Publication Number Publication Date
NL1016034C2 true NL1016034C2 (nl) 2002-02-08

Family

ID=26643217

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NL1016034A NL1016034C2 (nl) 2000-08-03 2000-08-28 Werkwijze en systeem voor het identificeren en kwantificeren van chemische componenten van een te onderzoeken mengsel van materialen.

Country Status (10)

Country Link
US (2) US6743364B2 (nl)
EP (1) EP1384248B1 (nl)
JP (1) JP2004506216A (nl)
AT (1) ATE307387T1 (nl)
AU (1) AU2001294343A1 (nl)
CA (1) CA2417621A1 (nl)
DE (1) DE60114245T2 (nl)
IL (1) IL154188A0 (nl)
NL (1) NL1016034C2 (nl)
WO (1) WO2002013228A2 (nl)

Families Citing this family (36)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6937330B2 (en) 1999-04-23 2005-08-30 Ppd Biomarker Discovery Sciences, Llc Disposable optical cuvette cartridge with low fluorescence material
US6687395B1 (en) * 1999-07-21 2004-02-03 Surromed, Inc. System for microvolume laser scanning cytometry
NL1016034C2 (nl) * 2000-08-03 2002-02-08 Tno Werkwijze en systeem voor het identificeren en kwantificeren van chemische componenten van een te onderzoeken mengsel van materialen.
US6787761B2 (en) * 2000-11-27 2004-09-07 Surromed, Inc. Median filter for liquid chromatography-mass spectrometry data
WO2002044715A1 (en) * 2000-11-28 2002-06-06 Surromed, Inc. Methods for efficiently minig broad data sets for biological markers
US20020115056A1 (en) * 2000-12-26 2002-08-22 Goodlett David R. Rapid and quantitative proteome analysis and related methods
US8068987B2 (en) * 2001-08-13 2011-11-29 Bg Medicine, Inc. Method and system for profiling biological systems
US6873915B2 (en) * 2001-08-24 2005-03-29 Surromed, Inc. Peak selection in multidimensional data
US6835927B2 (en) 2001-10-15 2004-12-28 Surromed, Inc. Mass spectrometric quantification of chemical mixture components
US6989100B2 (en) * 2002-05-09 2006-01-24 Ppd Biomarker Discovery Sciences, Llc Methods for time-alignment of liquid chromatography-mass spectrometry data
DE10392707B4 (de) * 2002-05-31 2012-08-16 Waters Technologies Corp. (N.D.Ges.D. Staates Delaware) Verfahren zur Verwendung von Datenbinning bei der Analyse von Chromatographie-/Spektrometriedaten
GB0305796D0 (en) 2002-07-24 2003-04-16 Micromass Ltd Method of mass spectrometry and a mass spectrometer
US7457708B2 (en) 2003-03-13 2008-11-25 Agilent Technologies Inc Methods and devices for identifying related ions from chromatographic mass spectral datasets containing overlapping components
AU2004267806A1 (en) * 2003-08-20 2005-03-03 Bg Medicine, Inc. Methods and systems for profiling biological systems
US7022980B2 (en) * 2004-02-02 2006-04-04 Agilent Technologies, Inc. Spectral axis transform
US7248360B2 (en) * 2004-04-02 2007-07-24 Ppd Biomarker Discovery Sciences, Llc Polychronic laser scanning system and method of use
CA2501003C (en) 2004-04-23 2009-05-19 F. Hoffmann-La Roche Ag Sample analysis to provide characterization data
GB2413695B (en) * 2004-04-30 2009-01-21 Micromass Ltd Mass spectrometer
US7488935B2 (en) * 2005-06-24 2009-02-10 Agilent Technologies, Inc. Apparatus and method for processing of mass spectrometry data
US8511140B2 (en) * 2005-10-25 2013-08-20 Waters Technologies Corporation Baseline modeling in chromatography
GB2432712B (en) * 2005-11-23 2007-12-27 Micromass Ltd Mass spectrometer
GB0609253D0 (en) * 2006-05-10 2006-06-21 Micromass Ltd Mass spectrometer
US8092683B2 (en) * 2007-01-10 2012-01-10 Ge Healthcare Bio-Sciences Ab Multi-modal ion exchange chromatography resins
BRPI0806471A2 (pt) * 2007-01-12 2011-09-27 Univ Texas técnicas de separação de baixo fluxo de interface
US8554518B1 (en) 2007-06-22 2013-10-08 Ricardo Claps Discrete principal component analysis (DPCA) for pattern recognition and diagnostics of tissue pathologies such as cancer
US7783458B2 (en) * 2007-06-22 2010-08-24 Ricardo Claps Discrete principal component analysis (DPCA)
JP2012502296A (ja) * 2008-09-09 2012-01-26 デ スタート デル ネダーランデン、フェルト.ドール デ ミニスター ファン フォルクスヘーゾンドハイド、フェルジイン アン スポルト Lcms技術及びその使用
US8158003B2 (en) * 2009-08-26 2012-04-17 International Business Machines Corporation Precision peak matching in liquid chromatography-mass spectroscopy
US8935101B2 (en) 2010-12-16 2015-01-13 Thermo Finnigan Llc Method and apparatus for correlating precursor and product ions in all-ions fragmentation experiments
EP2745227A4 (en) * 2011-08-17 2015-07-01 Smiths Detection Inc SHIFT CORRECTION FOR SPECTRAL ANALYSIS
WO2013144790A1 (en) * 2012-03-29 2013-10-03 Koninklijke Philips N.V. Method and system for filtering gas chromatography-mass spectrometry data
JP6115288B2 (ja) * 2012-04-27 2017-04-19 株式会社島津製作所 質量分析におけるピーク検出方法及びそのシステム
WO2018087824A1 (ja) * 2016-11-09 2018-05-17 株式会社島津製作所 クロマトグラフ質量分析用データ解析装置
EP3571663B1 (en) * 2018-03-29 2020-08-19 Leica Microsystems CMS GmbH Apparatus and method, particularly for microscopes and endoscopes, using baseline estimation and half-quadratic minimization for the deblurring of images
CA3206391A1 (en) 2022-07-12 2024-01-12 Secure Energy (Drilling Services) Inc. Lubricant blends and methods for improving lubricity of brine-based drilling fluids
WO2025013534A1 (ja) * 2023-07-07 2025-01-16 株式会社島津製作所 解析方法、評価方法、およびプログラム

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5672869A (en) * 1996-04-03 1997-09-30 Eastman Kodak Company Noise and background reduction method for component detection in chromatography/spectrometry
US5910655A (en) * 1996-01-05 1999-06-08 Maxent Solutions Ltd. Reducing interferences in elemental mass spectrometers

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01311218A (ja) * 1988-06-09 1989-12-15 Shimadzu Corp 分析データ処理装置
JP3391862B2 (ja) * 1993-10-05 2003-03-31 株式会社日立製作所 クロマトグラム解析方法
US5644503A (en) * 1994-03-28 1997-07-01 Hitachi, Ltd. Methods and apparatuses for analyzing multichannel chromatogram
JP3550479B2 (ja) * 1997-06-10 2004-08-04 株式会社日立製作所 クロマトグラフィ分析方法及びクロマトグラフィ分析装置
JP3776728B2 (ja) 1997-07-25 2006-05-17 アフィメトリックス インコーポレイテッド 遺伝子発現および評価システム
US6560542B1 (en) * 2000-01-24 2003-05-06 The Cielo Institute Algorithmic design of peptides for binding and/or modulation of the functions of receptors and/or other proteins
NL1016034C2 (nl) * 2000-08-03 2002-02-08 Tno Werkwijze en systeem voor het identificeren en kwantificeren van chemische componenten van een te onderzoeken mengsel van materialen.

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5910655A (en) * 1996-01-05 1999-06-08 Maxent Solutions Ltd. Reducing interferences in elemental mass spectrometers
US5672869A (en) * 1996-04-03 1997-09-30 Eastman Kodak Company Noise and background reduction method for component detection in chromatography/spectrometry

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ZHONGQI Z ET AL: "Enhancement of the Effective Resolution of Mass Spectra of High-Mass Biomolecules by Maximum Entropy-Based Deconvolution to Eliminate the Isotopic Natural Abundance Distribution", JOURNAL OF THE AMERICAN SOCIETY FOR MASS SPECTROMETRY,US,ELSEVIER SCIENCE INC, vol. 8, no. 6, 1 June 1997 (1997-06-01), pages 659 - 670, XP004075176, ISSN: 1044-0305 *

Also Published As

Publication number Publication date
WO2002013228A2 (en) 2002-02-14
DE60114245D1 (de) 2005-11-24
US7056434B2 (en) 2006-06-06
JP2004506216A (ja) 2004-02-26
EP1384248A2 (en) 2004-01-28
US20040267459A1 (en) 2004-12-30
DE60114245T2 (de) 2006-07-13
ATE307387T1 (de) 2005-11-15
AU2001294343A1 (en) 2002-02-18
IL154188A0 (en) 2003-07-31
US20020053545A1 (en) 2002-05-09
EP1384248B1 (en) 2005-10-19
US6743364B2 (en) 2004-06-01
WO2002013228A3 (en) 2003-10-16
CA2417621A1 (en) 2002-02-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
NL1016034C2 (nl) Werkwijze en systeem voor het identificeren en kwantificeren van chemische componenten van een te onderzoeken mengsel van materialen.
US7279679B2 (en) Methods and systems for peak detection and quantitation
JP4662581B2 (ja) たたみ込まれたスペクトルを逆たたみ込みするための方法および装置
US5672869A (en) Noise and background reduction method for component detection in chromatography/spectrometry
JP6159258B2 (ja) バックグラウンド減算を媒介したデータ依存式収集方法及びシステム
Dakna et al. Technical, bioinformatical and statistical aspects of liquid chromatography–mass spectrometry (LC–MS) and capillary electrophoresis-mass spectrometry (CE-MS) based clinical proteomics: A critical assessment
WO2004097581A2 (en) Computational method and system for mass spectral analysis
JP2001249114A (ja) 質量分析方法および装置
EP1736911A2 (en) Apparatus and method for processing of mass spectrometry data
JP3707010B2 (ja) クロマトグラフ/質量分析装置における汎用多成分一斉同定・定量方法
US6944549B2 (en) Method and apparatus for automated detection of peaks in spectroscopic data
CN108982729A (zh) 用于提取质量迹线的系统和方法
EP4102509A1 (en) Method and apparatus for identifying molecular species in a mass spectrum
JP2021081365A5 (nl)
JP6748085B2 (ja) 干渉検出および着目ピークのデコンボルーション
JP7334788B2 (ja) 波形解析方法及び波形解析装置
JP4984617B2 (ja) 質量分析データ解析方法
JPH07270387A (ja) マルチチャンネルクロマトグラム解析方法及び装置
JP4009737B2 (ja) クロマトグラム用解析装置
NL1015875C2 (nl) Werkwijze en systeem voor het identificeren en kwantificeren van chemische componenten van een te onderzoeken mengsel van materialen.
JP5039330B2 (ja) 質量分析システム
US20060293861A1 (en) Recursive base peak framing of mass spectrometry data
JPH03274647A (ja) クロマトグラフ質量分析計のデータ処理装置
WO2025163098A1 (en) Method for peak picking in lc/ms
JP2024078307A5 (nl)

Legal Events

Date Code Title Description
PD2B A search report has been drawn up
V1 Lapsed because of non-payment of the annual fee

Effective date: 20140301