[发明专利]用于确定复杂混合物中的化学成分的组成的系统、方法和计算机可读介质

说明书

相关申请

本申请要求2008年1月16日提交的美国临时专利申请第61/021,508号、2008年11月14日提交的美国临时专利申请第61/114,869号以及2008年12月3日提交的美国专利申请第12/327,758号的权益，每个申请的公开内容通过引用整体合并于此。

技术领域

本文描述的主题涉及用于确定复杂混合物中的化学成分的组成的系统和方法。

背景技术

确定复杂混合物中化学成分的组成的能力具有很多非常有用的应用，包括回答传统化学分析提出的问题，诸如“该物质是由什么构成的？”，并且使得能够进行更复杂的生物过程分析，诸如“健康细胞如何与病变细胞区分？”，“该药物如何影响细胞过程？”，“如何能够优化培养基中的细胞的生长？”以及“该生物过程的限制因素是什么？”。

传统上用于分析复杂混合物的技术包括色谱分析和质谱分析。色谱分析是将复杂混合物分成各部分的技术。质谱分析是这样一种技术，即包含很多不同化学成分的样品被离子化，且离子化的化学成分受到电磁场的作用，该电磁场根据化学成分的质荷(m/z)比来分离这些化学成分。虽然色谱分析和质谱分析都将复杂混合物分离成组成部分，但任何一种技术都不提供对化学成分的直接识别；必须基于化学成分的被测量特性的分析来确定化学成分的身份。

如本文所用，术语“分离”指的是将复杂混合物分离成其组分分子或代谢物的过程。普通实验室分离技术包括电泳和色谱分析。

如本文所用，术语“色谱分析”指的是物理分离方法，其中将要分离的组分(即化学成分)分布在两种物相中，一种物相是静止的(静止相)而另一种(流动相)沿明确的方向移动。色谱输出数据可以用于由本文所述主题的实施例来操作。

如本文所用，术语“保留时间”指的是从将样品引入分离设备起的色谱分析过程中流逝的时间。样品的成分的保留时间指的是将样品注入分离设备中的时刻与样品的成分洗脱(例如流出)包含静止相的分离设备部分的时刻之间的色谱分析过程中流逝的时间。

如本文所用，术语样品组分的“保留指数”指的是通过内插(通常是对数内插)获得的数目，该数目使得样品组分的保留时间或保留因子与在样品组分的峰之前或之后洗脱的标准品的保留时间相关联，这是利用已知标准品的分离特性去除系统误差的机制。

如本文所用，术语“分离指数”指的是与由分离技术分离的化学成分相关联的衡量标准。对于色谱分离技术，该分离指数可以是保留时间或保留指数。对于非色谱分离技术，该分离指数可以是化学成分行进的物理距离。

如本文所用，术语“分离信息”和“分离数据”指的是相对于分离指数指示存在或不存在化学成分的数据。例如，分离数据可以指示存在在特定时间洗脱的具有特定质量的化学成分。该分离数据可以指示随着时间洗脱的化学成分的量上升、达到峰值且然后下降。随着分离指数(例如时间)绘制的化学成分的存在的图可以显示图形峰。因此，在分离数据的背景下，术语“峰信息”和“峰数据”与术语“分离信息”和“分离数据”是同义的。

如本文所用，术语“质谱分析”(MS)指的是用于测量和分析分子的技术，其涉及将目标分子离子化或者将目标分子离子化并片段化，然后基于它们的质量/电荷比分析这些离子以产生用作“分子指纹”的质谱。确定对象的质量/电荷比可以通过确定该对象吸收电磁能时的波长来完成。存在一些确定离子的质荷比的常用方法，一些方法测量离子轨迹与电磁波的相互作用，其他方法测量离子行进给定距离所花费的时间，或者二者的组合。可以对照着数据库搜索来自这些片段质量测量的数据以获得对目标分子的识别。质谱分析也广泛用于其他化学领域，例如石油化学或制药质量控制等。

如本文所用，术语“质量分析器”指的是质谱仪中通过离子的质荷比分离离子混合物的设备。

如本文所用，术语“源”指的是质谱仪中离子化将要分析的样品的设备。

如本文所用，术语“检测器”指的是质谱仪中检测离子的设备。

如本文所用，术语“离子”指的是含有电荷的任何对象，其可以例如通过向该对象添加电子或从该对象去除电子来形成。

如本文所用，术语“质谱”指的是由质谱仪产生的数据的绘图，其通常包含x轴上的m/z值以及y轴上的强度值。

如本文所用，术语“m/z”指的是通过由离子的质量数除以其电荷数所形成的无量纲量。它长期以来被称为“质荷”比。

如本文所用，术语“扫描”指的是与特定分离指数相关联的质谱。例如，利用色谱分离技术的系统可以产生多个扫描，每个扫描处于不同的保留时间。