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Gebiet der Erfindung
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Die beispielhafte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung betrifft im Allgemeinen die Analyse von Isotopensignaturen und die Verwendung der Massenspektrometrie in Verbindung mit der Analyse von Isotopensignaturen.
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Hintergrund
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Mittels der Chromatographie werden die einzelnen Komponenten, die in einer Probe enthalten sind, getrennt, so dass diese identifiziert werden können. Bei der Flüssigkeitschromatographie sind beispielsweise zwei Phasen involviert, und zwar eine mobile Phase und eine stationäre Phase. Ein flüssiges Probengemisch (die ”mobile Phase”) wird durch eine Säule geführt, die mit Partikeln (die ”feste Phase”) gepackt ist, um eine Trennung der die Probe ausmachenden Komponenten zu bewirken. Die Partikel in der Säule können mit einer Flüssigkeit beschichtet sein, die ausgestaltet ist, mit der mobilen Phase wechselzuwirken. Ebenso können die Partikel in der Säule unbeschichtet sein. Die Inhaltskomponenten in der mobilen Phase (d. h. in der Probe) durchlaufen die gepackte Säule aufgrund einer Vielzahl von Faktoren mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten. Die Trennung der Probe in deren Inhaltskomponenten wird sodann analysiert, indem die Probe beschichtet wird, wenn diese aus dem Ende der Säule austritt.
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Die Geschwindigkeit, mit der die unterschiedlichen Inhaltskomponenten durch die Säule durchtreten, hängt von der Wechselwirkung der mobilen Phase mit der festen Phase ab. Die Komponenten in der Probe können physikalisch mit den Partikeln oder einer Beschichtung der Partikel wechselwirken, so dass deren Bewegung durch die Säule verzögert wird. Unterschiedliche Komponenten in der untersuchten Probe werden unterschiedlich auf das bestimmte Partikel und/oder die Beschichtung reagieren, indem diese mit den bestimmten Partikeln und/oder der Beschichtung verschieden stark wechselwirken, und zwar je nach der chemischen Zusammensetzung der Komponente. Die Komponenten, die gegenüber den Partikeln und/oder der Beschichtung eine größere Anziehung aufweisen, treten langsamer durch die Säule hindurch als die Komponenten, die nur schwache oder keine Bindungen mit dem Partikel/der Beschichtung eingehen. Zusätzlich zu chemischen Reaktionen kann die Größe der Komponenten in der Probe die Geschwindigkeit bestimmen, mit der diese durch die Säule durchtreten. Beispielsweise bei der Gelpermeationschromatographie (gel-permeation chromatography) treten unterschiedliche Moleküle in der untersuchten Lösung durch eine Matrix durch, die Poren enthält, und zwar mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten, um somit eine Trennung der unterschiedlichen Moleküle in der Probe zu bewirken. Bei der Größenausschlusschromatographie (size exclusion chromatography) wirken die Größe der Partikel und deren Packverfahren in der Säule mit der Größe der Komponenten in der Probe zusammen, um die Geschwindigkeit zu bestimmen, mit der sich eine Probe durch die Säule bewegt (da sich lediglich Komponenten einer bestimmten Größe ohne Weiteres durch die Lücken/Hohlräume zwischen den Partikeln bewegen können).
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Die getrennte Probe bewegt sich in einen Detektor am Ende der Säule, wo die Retentionszeit der unterschiedlichen Komponenten in der Probe berechnet wird. Bei der Retentionszeit handelt es sich um die Zeit, die die dazu Probe benötigt, um sich von dem Injektionsanschluss (wo die Probe in die Säule eingebracht wird) durch die Säule und zu dem Detektor zu bewegen. Die Komponentenmenge, die aus der festen Phase austritt, kann gegenüber der Retentionszeit graphisch aufgetragen werden, um ein Schaubild mit Peaks zu erstellen, die als chromatographische Peaks bekannt sind. Die Peaks identifizieren die verschiedenen Komponenten.
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Die getrennten Komponenten können in ein Massenspektrometer für eine weitere Analyse eingespeist werden, um deren chemische Zusammensetzung zu bestimmen. Systeme, die eine Massenspektrometer-Einheit in Verbindung mit einer Flüssigkeitschromatographie-Einheit aufweisen, werden LC-MS-Systeme genannt. Systeme mit zwei Massenspektrometer-Einheiten werden LC-MS-/MS-Systeme genannt. Ein Massenspektrometer empfängt eine Probe als Input und ionisiert die Probe, um entweder positive oder negative Ionen zu erzeugen. Eine Anzahl unterschiedlicher Ionisierungsverfahren kann verwendet werden, einschließlich der Verwendung einer Elektrospray-Ionisierung. Die Ionen werden sodann in einem ersten Teil der Trennung anhand ihres Masse-/Ladungs-Verhältnisses getrennt, die im Allgemeinen als MS1 bezeichnet wird. Die Massentrennung kann mittels einer Vielzahl von Mitteln durchgeführt werden, einschließlich der Verwendung von Magneten, die die Ionen aufgrund des Gewichts der Ionen unterschiedlich stark ablenken. Die getrennten Ionen bewegen sich sodann in eine Stoßzelle, wo diese in Berührung mit einem Stoßgas oder einer anderen Substanz kommen, die mit den Ionen wechselwirkt. Die zur Reaktion gebrachten Ionen werden sodann einer zweiten Phase einer Massentrennung unterzogen, die im Allgemeinen als MS2 bezeichnet wird.
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Die getrennten Ionen werden am Ende der Massenspektrometrie-Einheit (oder Einheiten) analysiert. Bei der Analyse wird die Intensität des Signals der Ionen graphisch gegenüber der Masse des Ions in einem Graph aufgetragen, der als Massenspektrum bezeichnet wird. Die Analyse des Massenspektrums liefert sowohl die Massen der Ionen, die den Detektor erreichen, als auch deren relative Häufigkeiten. Die Häufigkeiten werden mittels der Intensität des Signals erhalten. Die Kombination von Flüssigkeitschromatographie mit Massenspektrometrie kann dazu verwendet werden, chemische Substanzen zu identifizieren, wie beispielsweise Metaboliten. Wenn ein Molekül Elektronen verliert, dann brechen kovalente Bindungen oftmals auf, was zu einer Vielzahl von geladenen Fragmenten führt. Das Massenspektrometer misst die Massen der Fragmente, die sodann analysiert werden können, um die Struktur und/oder die Zusammensetzung des ursprünglichen Moleküls zu bestimmen. Die Information kann verwendet werden, um eine bestimmte Substanz in einer Probe zu isolieren.
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Der Begriff Metabolismus bzw. Stoffwechsel bezeichnet die chemischen Veränderungen, die in einer Zelle oder in einem Organismus stattfinden und dazu verwendet werden, um Energie und die grundlegenden Materialien zu erzeugen, die für wichtige Lebensprozesse, wie beispielsweise die Mitose, benötigt werden. Die Nebenprodukte der chemischen Reaktion können als Metaboliten bezeichnet werden. Indem die Metaboliten, die in der Probe vorhanden sind, analysiert und identifiziert werden, ist es möglich, den Verlauf des Metabolismus zu bestimmen. Beispielsweise kann eine Analyse von Metaboliten im Urin verwendet werden, um zu bestimmen, welche Substanzen von der Person eingenommen worden sind, die den Urin erzeugt hat. Die Identifizierung und die Analyse der Metaboliten wird oftmals unter Verwendung von Flüssigkeitschromatographie in Verbindung mit Massenspektrometrie durchgeführt.
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Herkömmlicherweise umfasst die Analyse von Metaboliten drei separate Probendurchläufe. Der erste Probendurchlauf ist ein Kontrolldurchlauf bzw. eine Kontrolle. Nach dem Kontrollprobendurchlauf wird ein erster Analytenprobendurchlauf durchgeführt. Die chromatographischen Peaks der Analytenprobenergebnisse werden mit den chromatographischen Peaks des Kontrolldurchlaufs verglichen und die Ergebnisse des Vergleichs werden verwendet, um die Komponenten zu eliminieren, die in beiden Proben auftreten. Sodann wird ein zweiter Analytenprobendurchlauf durchgeführt, der auf die Komponenten fokussiert ist, die nur in der Analytenprobe enthalten sind, um unerwartete Metaboliten zu identifizieren, die in der Analytenprobe, jedoch nicht in der Kontrollprobe auftreten. Unglücklicherweise handelt es sich bei dem Vergleich der Kontrollprobe mit der ersten Analytenprobe um eine zeitintensive Prozedur, die in den meisten Fällen ein direktes menschliches Eingreifen erfordert.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Die beispielhafte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung stellt einen automatisierten Mechanismus für die Detektion und die Analyse von interessanten Isotopensignaturen bzw. isotopischen Signaturen bereit. Gemäß einer Ausführungsform sucht ein Verfahren nach interessanten Peaks unter den Massenintensitätswerten. Die Massenintensitätswerte, die kennzeichnend für isotopische Signaturen sind, werden mit einem Kriterium verglichen, um zu bestimmen, welche der Massen interessant sind. Gemäß einer Ausführungsform umfassen die Kriterien isotopische Verhältnisse und Massenunterschiede zwischen Isotopen, die derselben Verbindung entsprechen. Wenn interessante Massen gefunden werden, dann kann eine MS/MS automatisch für eine oder alle interessanten Massen getriggert werden.
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Das Patent
US 6 147 344 A beschreibt eine automatisierte Massenanalyse einer zu untersuchenden Probe in einem Massenspektrometer mit Hilfe des Erstellens von Massenspektren. Die Massenspektren werden in vorausgewählten m/z-Bereichen, deren Massenwerte einen vorbestimmten Peakschwellenwert überschreiten, untersucht und anschließend erfolgt ein Vergleich der zu untersuchenden Massenwerte mit Massenwerten aus einer vorbestimmten Bibliothek mit berechneten Massenwerten und mit Hilfe von Vergleichsparametern wie Peakbreite, Peakhöhe und Massenabweichung, die per Benutzereingabe in eine elektrische Vorrichtung eingegeben werden, um so zu erwartende Massen und davon abweichende Massen, insbesondere Isotope, aufzufinden.
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Die Patentanmeldung US 2002/0192708 A1 beschreibt Verfahren zur Anwendung von Massenspektrometrie für die Analyse von Peptiden und Aminosäuren, insbesondere zum Auffinden von modifizierten Aminosäuren. Das zu analysierende Peptid wird mittels eines im MS/MS-Modus betriebenen Massenspektrometer einer Analyse unterzogen, um so eine erste Serie von Precursor-Ionen zu erzeugen, und durch Fragmentierung von ausgewählten Precursor-Ioenen wird eine zweite Serie von Produkt-Ionen erlangt. Aus den Fragment-Ionen wird ein Produkt-Ion detektiert, das die Signatur aufweist, die für eine modifizierte Aminosäure vorhergesagt wurde.
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Gemäß einer Ausführungsform wird ein Verfahren für eine Verwendung mit einem Analysesystem bereitgestellt, um isotopische Signaturen mit Massen zu analysieren. Das Verfahren umfasst den Schritt des Erhaltens von Massenintensitätswerten, die einer Vielzahl von Massen entsprechen. Die Massenintensitätswerte werden mit einem Kriterium verglichen, um zu bestimmen, ob irgendeine Masse der Vielzahl von Massen interessant ist. Wenn irgendeine Masse interessant ist, wird ein Massenspektrometrieprozess angewiesen, mit der interessanten Masse durchgeführt zu werden. Eine weitere Ausführungsform der Erfindung stellt ein Medium bereit, auf dem von einem Computer ausführbare Schritte des Verfahrens gespeichert sind.
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Es wird ein System für die Analyse von isotopischen Signaturen mit Masse bereitgestellt. Das System umfasst eine elektronische Vorrichtung zum Erhalten von Massenintensitätswerten, die den Massen entsprechen. Die elektronische Vorrichtung kann die Vielzahl der Massenintensitätswerte mit einem Kriterium vergleichen, um zu bestimmen, ob irgendeine Masse der Vielzahl von Massen interessant ist. Eine Massentrennvorrichtung zweiter Stufe ist außerdem bereit gestellt, um eine Massenspektrometrie mit jedweder Masse durchzuführen, die interessant ist.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Die Erfindung ergibt sich aus der nachstehenden Beschreibung und den beigefügten Zeichnungen, in denen gleiche Bezugszeichen die gleichen Teile kennzeichnen.
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1 zeigt eine Umgebung, die für eine Durchführung der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung geeignet ist.
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2 zeigt ein Flussdiagramm der Schrittsequenz, die verwendet wird, um Flüssigkeitschromatographie und Massenspektrometrie durchzuführen.
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3 zeigt ein Verfahren gemäß der beispielhaften Ausführungsform der Erfindung.
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4 stellt einen Graph bereit, der ein erstes Massendifferenzkriterium gemäß der beispielhaften Ausführungsform der Erfindung darstellt.
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Die 5 und 6 zeigen einen Graph, der ein erstes Verhältniskriterium gemäß der beispielhaften Ausführungsform der Erfindung darstellt.
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7 zeigt einen Graph eines zweiten Massendifferenzkriteriums gemäß der beispielhaften Ausführungsform der Erfindung.
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8 zeigt einen Graph eines zweiten Verhältniskriteriums gemäß der beispielhaften Ausführungsform der Erfindung.
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9 zeigt ein Peakschwellenwertskriterium gemäß der beispielhaften Ausführungsform der Erfindung.
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10 zeigt eine Benutzerschnittstelle gemäß der beispielhaften Ausführungsform der Erfindung.
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11 zeigt eine Tabelle mit Proben-Default-Werten (sample default values) gemäß der beispielhaften Ausführungsform der Erfindung.
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12 zeigt eine weitere Tabelle einer Benutzerschnittstelle gemäß einer Implementierung der beispielhaften Ausführungsform der Erfindung.
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13 zeigt einen Graph mit einer Vielzahl von Massenintensitätswerten gemäß einem Beispiel der beispielhaften Ausführungsform der Erfindung.
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Detaillierte Beschreibung
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Die vorliegende Erfindung betrifft die Analyse einer Vielzahl von Massenintensitätswerten, um eine oder mehrere interessante Massen zu bestimmen. Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung sucht ein Verfahren innerhalb der Massenintensitätswerte nach interessanten Peaks, und zwar während des Massenspektrometriemodus (mass spectrometry (MS) mode) bei jedem Scan. Die Massenintensitätswerte, die kennzeichnend für isotopische Signaturen sind, werden mit einem Kriterium verglichen, um zu bestimmen, welche Massen interessant sind. Wenn interessante Massen gefunden werden, dann kann MS/MS automatisch für eine oder alle der interessanten Massen getriggert werden. Obwohl die Erfindung in dieser Hinsicht nicht beschränkt ist, umfassen Beispiele für derartige Kriterien Massenintensitätswerte oberhalb eines bestimmten Schwellenwertes, Massenintensitätswerte innerhalb eines bestimmten Verhältnisses hinsichtlich eines weiteren Massenintensitätswertes und/oder die Trennung zwischen den Massen selbst. Optional können die Kriterien mit einer Toleranz versehen sein.
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Die vorliegende Erfindung kann in einem Analysesystem verwirklicht werden, wie beispielsweise in einem LC-MS-MS-System, wie dies beispielhaft in 1 dargestellt ist. Der Fachmann wird erkennen, dass dieser Ansatz ebenso mit anderen chromatographischen Techniken durchgeführt werden kann, wie beispielsweise GC-MS-MS und MALDI-MS-MS (Matrix Assisted Laser Desorption/Ionization-Mass Spectroscopy-Mass Spectroscopy). Gemäß der beispielhaften Ausführungsform umfasst das Analysesystem 2 ein Chromatographiemodul 4, wie beispielsweise ein Flüssigkeitschromatographiemodul. Ferner wird ein Ionisierungsmodul 10 umfasst. Das Ionisierungsmodul 10 empfängt als eine Eingabeprobe die Ausgabe von dem Chromatographiemodul 4. Das Ionisierungsmodul führt eine Ionisierung der Probe durch. Der Fachmann wird erkennen, dass es eine Vielzahl von unterschiedlichen Arten und Weisen gibt, wie die Probe ionisiert werden kann, wie beispielsweise durch ein Bestrahlen der Probe mit einem Strom von hochenergetischen Elektronen.
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Die von den Ionisierungsmodul 10 erzeugten Ionen werden zu der ersten Phase bzw. Stufe des Massentrennmoduls 12 (MS1) weitergeleitet. Die Massentrennung kann unter Verwendung irgendeiner Technik einer Vielzahl von bekannten Techniken durchgeführt werden. Beispielsweise können die Ionen magnetischen Kräften ausgesetzt werden, die den Weg der Ionen auf der Grundlage der Masse der Ionen verändern. Die getrennten Ionen werden sodann in ein Stoßzellmodul 14 geführt, wo diese weiteren Reaktionen unterzogen werden, wie beispielsweise das Aussetzen der Ionen einem Gas, das ausgestaltet ist, mit den getrennten Ionen zu reagieren. Die Probe kann in einer zweiten Phase bzw. Stufe des Massentrennmoduls 16 (MS2) vor der Ankunft an einem Detektormodul 18 weiter getrennt werden. Das Detektormodul 18 wird verwendet, um ein Massenspektrum zu erzeugen und zwar auf der Grundlage des detektierten Signals, das von den austretenden Ionen erzeugt wird. Der Fachmann wird erkennen, dass eine Vielzahl von unterschiedlichen Verfahren der Massentrennung verwendet werden können und dass unterschiedliche Substanzen in die Stoßzelle 14 eingebracht werden können, um den Ionen, die einen interessieren, zur Reaktion gebracht zu werden. Gleichermaßen kann die beispielhafte Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung ebenso mit einer Anzahl von unterschiedlichen Metabolitenanalysesystemen durchgeführt werden.
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Gemäß dem Beispiel ist eine elektronische Vorrichtung mit einem Prozessor 6 mit dem Detektormodul 18 und dem Chromatographiemodul 4 verbunden. Bei der elektronischen Vorrichtung 6 kann es sich um einen Server, einen Arbeitsplatzcomputer, einen Laptop, einen Großrechner, eine an ein Netzwerk angebrachte Vorrichtung oder um eine andere ähnliche Vorrichtung mit einem Prozessor handeln. Die elektronische Vorrichtung kann ebenso in einem der Module in dem Metabolitenanalysesystem 2 integriert sein, ohne den Schutzumfang der vorliegenden Erfindung zu verlassen. Die elektronische Vorrichtung 6 umfasst einen Speicher 8, der verwendet wird, um die Ergebnisse der Probenläufe aufzuzeichnen. Der Fachmann wird erkennen, dass der Speicher 8 an irgendeiner Stelle lokalisiert sein kann, bei der das Metabolitenanalysesystem 2 auf diesen zugreifen kann.
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Die Schrittsequenz, die durchgeführt wird, um einen einzelnen LC-MS-MS-Durchlauf durchzuführen, ist in dem Flussdiagramm von 2 dargestellt. Die Sequenz beginnt mit einer Flüssigkeitschromatographietrennung der Komponenten in einer Probe (Schritt 30). Die Probenkomponenten, die aus dem Flüssigkeitschromatographiesystem austreten, werden in das Ionisierungsmodul 10 geführt, wo die Ionisierung durchgeführt wird (Schritt 32). Die erste Stufe bzw. Phase der Massentrennung wird durchgeführt (Schritt 34) und die getrennten Ionen werden in die Stoßzelle geführt, wo diese mit dem Stoßzellreaktanten reagieren (Schritt 36). Sodann wird die zweite Stufe der Massentrennung mit den zur Reaktion gebrachten Ionen durchgeführt, die aus der Stoßzelle austreten (Schritt 38). Die getrennten Ionen werden in das Detektormodul 18 geführt, wo mittels der gesammelten Daten ein Massenspektrum erzeugt wird, wodurch die Identifizierung von Metaboliten ermöglicht wird, die in der Probe enthalten sind (Schritt 40).
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Ausführungsformen der Erfindung können eine spezifischere Suche für Xenobiotika und Biomarker mittels Daten-abhängiger Erfassungen bei LC-MS/MS liefern, die eine bestimmte isotopische Signatur verarbeitet. Im Fall von natürlich auftretenden Verbindungen mit Chlor oder Brom können beispielsweise abgeleitete Verbindungen mit einer bestimmten Markierung anzeigen, ob Carbonsäureverbindungen oder Kohlenhydratverbindungen und radiomarkierte Verbindungen vorhanden sind.
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Die Erfindung kann die Anzahl von Experimenten vermindern, die nötig sind, um falsche positive Signale zu bestimmen. Beispielsweise kann das Wissen um eine definitive isotopische Signatur es ermöglichen, dass interessante Komponenten erkannt werden, während optional Informationen verworfen werden, die mit anderen nicht-interessierenden Komponenten in Beziehung stehen. Beispiele für Implementierungen der Erfindung umfassen das Detektieren und das Aufklären von metabolischen Strukturen während einer Arzneimittelentdeckung und Arzneimittelentwicklungsprozessen und anderen Anwendungen, wie beispielsweise Metabonomics und Metabolomics.
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Gemäß einer beispielhaften Implementierung einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung kann eine Massendifferenz bzw. ein Massenunterschied, wie beispielsweise eine genaue Massendifferenz, die mittels eines MICROMASS® Q-Tof microTM-Massenspektrometer geliefert wird, das ein Mitglied der Qtof-Familie von Instrumenten ist, die von der Firma Waters Corporation, Milford, Massachusetts, vertrieben wird, verwendet werden, um die isotopisch markierten Verbindungen zusammen mit dem isotopischen Verhältnis zu bestimmen. Obgleich die Erfindung nicht derart beschränkt ist, kann diese Implementierung der Erfindung sehr vorteilhaft bei der Biomarkerdetektion und Biomarkeridentifizierung von xenobiotischen Stoffen und endogenen Stoffen sein.
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Man erkennt, dass eine große Vielzahl von Massenspektrometern verwendet werden können. Beispielsweise kann ein Quadrupol- oder Time-of-flight-Massenspektrometer verwendet werden. Gemäß einer Ausführungsform kann die Erfindung exakte Massen verwenden, die von einem Time-of-flight-Massenspektrometer geliefert werden. Der Begriff ”exakte Masse”, wie dieser hierin verwendet wird, bezeichnet einen Massenwert, der eine Genauigkeit von wenigstens vier Dezimalstellen aufweist. Obgleich die Erfindung nicht derart beschränkt ist, umfassen Beispiele für Time-of-flight-Massenspektrometer die Q-Tof-Familie von Instrumenten, die von der Firma Waters Corporation, aus Milford, Massachusetts, vertrieben wird.
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Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird ein Verfahren 100 bereit gestellt, wie dies beispielhaft in 3 dargestellt ist. Eine Vielzahl von Massenintensitätswerten, die einer Vielzahl von Massen entspricht, wird erhalten (Schritt 110). Die Vielzahl von Massenintensitätswerten werden mit einem Kriterium verglichen, um zu bestimmen, ob irgendeine der Massen interessant ist (Schritt 120). Ein zweiter Massenspektrometrieprozess kann mit irgendeiner der Massen durchgeführt werden, die interessant sind (Schritt 130).
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Gemäß der beispielhaften Ausführungsform umfasst der Schutzumfang der Erfindung eine große Vielzahl von Kriterien. Obgleich die Erfindung nicht derart beschränkt ist, zeigen die 4 bis 9 Darstellungen von verschiedenen Kriterien, die alleine oder in Kombination verwendet werden können. Jede der 4 bis 9 zeigt eine Vielzahl von Massenintensitätswerten in einer graphischen Probenform. Entlang einer vertikalen Achse ist die Intensität in Anzahl pro Sekunde (counts per second) aufgetragen. Massenwerte in Daltons (Da; ein Da entspricht einer atomaren Masseneinheit u) sind entlang einer horizontalen Achse aufgetragen. Wie sich dem Graph 200 von 4 entnehmen lässt, ist ein Beispiel eines Kriteriums eine erste Massendifferenz bzw. ein erstes Massenunterschied. Gemäß diesem Kriterium können interessante Massen mittels ihres Unterschieds bzw. ihrer Differenz der Massenwerte spezifiziert werden. In dem Graph 200 weist beispielsweise ein erster Massenwert 210 von 501,2 Da einen Massenunterschied 220 von 2 Da von dem zweiten Massenwert 230 von 503,2 Da auf. Für den Fall, dass eine Massendifferenz von 2 Da als das erste Massendifferenzkriterium spezifiziert ist, dann wird der zweite Massenwert 230 von 503,2 Da und der erste Massenwert von 210 von 501,2 Da als interessante Massen bestimmt werden.
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Ein zweites Beispielkriterium, nämlich ein erstes Intensitätsverhältnis von Massenwerten, ist in dem Graph 200 von 5 dargestellt. Eine Intensität eines ersten Massenwerts 210 wird mit einer Intensität eines zweiten Massenwerts 230 verglichen. Beispielsweise kann das erste Verhältnis als 2:1 bestimmt werden und die Intensitäten des ersten Massenwerts 210 und des zweiten Massenwerts 230 werden verglichen. Wenn das Intensitätsverhältnis dem spezifizierten ersten Verhältnis entspricht, in diesem Fall 2:1, dann werden der erste Massenwert 210 von 501,2 Da und der zweite Massenwert 230 von 503,2 Da als interessante Massen charakterisiert. Wenn die detektierten Intensitätswerte der Massen nicht den spezifizierten ersten Verhältnissen entsprechen, dann gelten die Massen als nicht interessant. Ein zweites Beispiel für das erste Verhältnis in dem Graph 201 von 6 dargestellt. Der Graph 201 liefert einen ersten Massenwert 211 von 501.2 Da und einen zweiten Massenwert 231 von 503.2 Da. Wenn in diesem Fall das erste Verhältnis als 1:2 bestimmt wird, dann werden die Massenwerte 211, 231 als interessant charakterisiert.
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Zahlreiche Kriterien können außerdem das Vergleichen von mehr als zwei Massenwerten umfassen. Die 7 und 8 zeigen Variationen des Massendifferenzkriteriums und des ersten Verhältniskriteriums, die unter Bezugnahme auf die 4 bis 6 beschrieben worden sind. Der Graph 202 von 7 zeigt einen ersten Massenwert 212, einen zweiten Massenwert 232 und einen dritten Massenwert 242. Eine erste Massendifferenz 220 ist als D1 dargestellt, während eine zweite Massendifferenz 222 als D2 dargestellt ist. Wenn die zweite Massendifferenz 222 zusätzlich zu der ersten Massendifferenz 220 als ein Kriterium verwendet wird, dann müssen sowohl die erste Massendifferenz 220 als auch die zweite Massendifferenz 222 ihren vorbestimmten Kriterienwerten entsprechen, um als interessante Masse zu gelten.
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8 zeigt die Verwendung eines zweiten Verhältnis, das zusätzlich zu dem ersten Verhältnis als Kriterium verwendet werden kann. Ein Graph 203 zeigt einen ersten Massenwert 213, einen zweiten Massenwert 233 und einen dritten Massenwert 243. In dem beispielhaften Beispiel kann ein erstes Verhältnis als der Intensitätsunterschied zwischen dem ersten Massenwert 213 und dem zweiten Massenwert 233 definiert werden. Ein zweites Verhältnis kann als der Intensitätsunterschied zwischen dem ersten Massenwert 213 und einem dritten Massenwert 243 definiert werden. In diesem Beispiel gelten alle drei Massenwerte als interessant, wenn die Kriterien für das erste Verhältnis und das zweite Verhältnis jeweils 2:1 sind, da die Intensität des ersten Massenwerts 213 doppelt so groß ist wie die Werte des zweiten Massenwerts 233 und des dritten Massenwerts 243. Wenn entweder das erste oder das zweite Verhältnis nicht den Kriterien entsprechen, dann würde keiner der Massenwerte als interessant gelten.
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Man erkennt, dass sowohl die Verhältniswerte als auch die Massendifferenzwerte mit Toleranzen versehen werden können, um zu ermöglichen, dass ein Datenbereich erfasst wird, um den Kriterien zu entsprechen und als interessante Massenwerte zu gelten. Beispielsweise kann ein Massentoleranzfenster bereitgestellt werden, um zu ermöglichen, dass zwei unterschiedliche Massenwerte als interessante Massen gelten, indem eine Massentoleranz spezifiziert wird. Außerdem oder alternativ kann eine Verhältnistoleranz spezifiziert werden, um zu ermöglichen, dass kleine Diskrepanzen der Intensität der Massenwerte immer noch als interessante Objekte gelten. Toleranzwerte können sowohl in dem Fall angewendet werden, wo lediglich zwei Massenintensitätswerte verglichen werden, oder in dem Fall, wo eine Vielzahl von Massenintensitätswerten verglichen werden.
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Ein weiteres Kriterium, das gemäß der Erfindung verwendet werden kann, ist in 9 dargestellt. Ein Graph 204 zeigt einen Peakschwellenwert 250. Ein erster Massenwert 215 und ein zweiter Massenwert 235 sind dargestellt. Da in dem vorliegenden Beispiel der erste Massenwert 215 und der zweite Massenwert 235 jeweils den Peakschwellenwert 250 übersteigen, gelten sowohl der erste Massenwert 215 als auch der zweite Massenwert 235 als interessante Massen. Andere Massenintensitätswerte, die nicht den Peakschwellenwert 250 übersteigen, gelten nicht als interessante Massen.
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10 zeigt ein Beispiel für eine Benutzerschnittstelle 300, die mit der beispielhaften Ausführungsform der Erfindung verwendet werden kann. 11 zeigt eine Tabelle 400, in der Defaultwerte dargestellt sind, die gemäß der beispielhaften Ausführungsform der Erfindung verwendet werden können. Die Benutzerschnittstelle 300 umfasst die Fähigkeit, die Analyse von Massenintensitätswerten zu aktivieren, um die interessanten zu finden. Um diesen Prozess zu aktivieren, wird die Verwendung einer isotopischen Musteridentifizierung 310 überprüft. Es wird angemerkt, dass 11 spezifiziert, dass der voreingestellte Wert für die Verwendung der isotopischen Musteridentifizierung 310 falsch ist. Dieser voreingestellte Wert kann verwendet werden, wenn es erwünscht wird, dass der Benutzer die Analyseaktivität aktiviert. Wenn ein erstes Massendifferenzkriterium 320 erwünscht wird, dann kann eine erste Massendifferenz spezifiziert werden. Wenn ein erstes Verhältnis 330 erwünscht wird, kann dieses ebenso spezifiziert werden. Wenn die Verwendung der zweiten Massendifferenz 340 spezifiziert wird, dann kann eine zweite Massendifferenz 350 und/oder ein zweites Verhältnis 360 spezifiziert werden. Um die Verwendung des ersten Verhältnisses 330 oder des zweiten Verhältnisses 360 zu aktivieren, muss die Verwendung des Intensitätsverhältnisses 400 spezifiziert werden. Eine Massentoleranz 370 oder Verhältnistoleranz 380 kann ebenso spezifiziert werden, wie dies erwünscht wird. Alternativ oder zusätzlich kann ein Peakschwellenwert 390 spezifiziert werden.
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Man erkennt, dass die Benutzerschnittstelle 300 von 10 ein Beispiel darstellt und der Schutzumfang der Erfindung eine große Vielzahl von Alternativen umfasst. Man erkennt, dass die in Tabelle 400 von 11 aufgelisteten voreingestellten Werte bzw. Defaultwerte lediglich als ein nicht-beschränkendes Beispiel geliefert werden und dass eine große Vielzahl von Defaultwerten, Bereichen, Einheiten und Feldern innerhalb des Schutzumfangs der Erfindung liegen.
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12 zeigt ein weiteres Beispiel der Benutzerschnittstelle 301 gemäß einem Beispiel einer Implementierung einer Ausführungsform der Erfindung. Gemäß dem Beispiel von 12 wird die Verwendung von isotopischer Musteridentifizierung 310 spezifiziert. Die Verwendung einer ersten Massendifferenz 320 von einem 1 Da wird spezifiziert und die Verwendung eines ersten Verhältnisses 330 ist aktiviert worden 400. Ferner ist eine Massentoleranz 370 von 100 mDa zusammen mit einer Verhältnistoleranz 380 von 30% spezifiziert worden. Ein weiteres Kriterium, das für einen interessanten Massenintensitätswert erfüllt sein muss, ist gemäß dem Beispiel ein Intensitätsschwellenwert 390 von 10 Counts pro Sekunde.
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Zahlreiche Ausführungsformen der Erfindung können sowohl bei einer einzelnen Einspritzung (single injection) als auch bei anderen MS bzw. MS/MS-Funktionen, wie beispielsweise Survey-, Precursor-Ion-Scanning- und Neutral Loss-Scanning-Funktionen, eines Qtof-Massenspektrometers verwendet werden, wie beispielsweise dem MICROMASS® Q-Tof-microTM-Massenspektrometer. Ausführungsformen der Erfindung können verwendet werden, um als ein Filter zu wirken, und zwar alleine oder in Kombination mit anderen Filtern für ein Umschalten von MS auf MS/MS. Die Erfindung kann ebenso bei der Nachverarbeitung (post-processing) oder bei der Echtzeitverarbeitung (real-time processing) verwendet werden. Beispiele für ein derartiges Verarbeiten umfassen den kontinuierlichen Erfassungsmodus (post-processing) in den Zentroid(real-time)-Erfassungsmodi eines Qtof-Massenspektrometers, wie beispielsweise dem MICROMASS® Q-Tof-microTM-Massenspektrometer.
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13 zeigt ein Beispiel für eine Vielzahl von Massenintensitätswerten, die auf dem Graph 500 dargestellt sind. In dem Beispiel sind die Kriteriumseinstellungen als eine erste Massendifferenz von 2 Da, eine Massentoleranz von +/–25 mDa, ein erstes Verhältnis von 1:1 und eine Verhältnistoleranz von +/–10% definiert worden. In dem Beispiel gelten sowohl eine erste Masse 210 von 460,9954 Da als auch eine zweite Masse 230 von 462,9922 Da als interessante Massen.
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Der Fachmann wird erkennen, dass die Massenintensitätswerte in einer Datenbank gespeichert werden können, wo diese später überprüft werden können, um die Genauigkeit der Analyse zu verifizieren.
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Die beispielhafte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann in einer großen Vielzahl von Anwendungen verwendet werden, wie beispielsweise bei der Identifizierung von Verunreinigungen in einer Medikamentenprobe. Gleichermaßen kann die Erfindung ebenso dazu verwendet werden, um Patentrechte durchzusetzen, indem die Nebenprodukte einer chemischen Reaktion analysiert werden, um einen möglichen chemischen Verletzer zu diagnostizieren. Darüber hinaus können zahlreiche Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ebenso dazu verwendet werden, um natürliche Produkte zu analysieren und um deren Einheitsgrad zu bestimmen. Der Fachmann wird erkennen, dass das hierin beschriebene Analysesystem andere Analysesystemkomponenten als ein Massenspektrometriesystem verwenden kann, um die Analytenprobe zu analysieren und dass die Gaschromatographie die Flüssigkeitschromatographie ersetzen kann, ohne vom Schutzumfang der Erfindung abzuweichen.