[发明专利]同时寻找和测定复杂样品中的多种分析物的方法及系统

说明书

对相关申请的交叉引用

本申请要求2010年10月25日递交的美国专利申请号61/406,559的权益，通过引用将其全部内容明确并入。

发明背景

微量营养素缺乏持续地作为全球疾病负担的主要因素之一。出于这个原因，对测定人体和食物中的某些关键微量营养素的兴趣日趋强烈。传统的血清微量营养素浓度测定缓慢、复杂，材料成本能够在5-10美元/每次测量之间(ELISA试剂盒或自动分析仪方法的成本)，这使得对于多种分析物的大型研究而言成本过高。快速，高效的微量营养素检则技术要求快速采样时间，高灵敏度，分析精度和仪器的便携性。拥有所有这些特征的设备可能通过促进群体范围的营养研究而对全球健康产生巨大的影响。然而，目前还没有一种满足所有这些要求的技术。

质谱(MS)和基于质谱的方法被认可为最敏感的通用目的型分析方法之一，其具有多种有利于对特定有机化合物进行快速、特异性痕量鉴定的特征。质谱方法是选择性的，可广泛应用的，并且提供高特异性。然而，仅仅在近期开发常压(amb i ent)质谱离子化方法之后，质谱方法才得以在无需显著样品操作的情况下被应用，而所述显著样品操作在以前将质谱技术限制于实验室环境。自从引入直接常压离子化后，十几种不同的常压解吸电离方法已被应用于多种化合物，例如多肽、蛋白质、爆炸物以及药品。在直接常压离子化方法之中，等离子体笔大气压质谱(PPAMS)是采用低温等离子体探针(LTP-探针)从液体或固体样品中解吸和电离目的种类的技术。

尽管有上述分析技术的进展，仍然需要稳定的、可现场部署的系统及方法，其提供对常规难以分析的复杂基质中多种组分的快速、同时检测。本发明寻求满足这种需求，并提供其它相关优势。

发明概要

本发明提供了从复杂样品中检测多种分析物的方法和系统。

在一个方面，本发明提供了用于检测样品材料中的分析物的方法。在一个实施方案中，该方法包括：

(a)通过对样品材料的常压解吸电离来产生分析物颗粒；

(b)用质量分析仪对所述分析物颗粒进行分析，以提供来自混合样品的分析物颗粒的质谱；以及

(c)通过对所述质谱的多变量统计分析，确定样品材料中分析物的存在。

在一个实施方案中，通过常压解吸电离来产生分析物颗粒包括将样品与等离子体(例如，低温等离子体)接触。在另一个实施方案中，通过常压解吸电离来产生分析物颗粒包括将样品材料与电喷雾解吸电离源接触。

在一个实施方案中，所述分析物颗粒是正离子。在另一个实施方案中，所述分析物颗粒是负离子。

在一个实施方案中，所述质量分析仪是大气压质量分析仪(例如，质谱仪或离子迁移谱仪)。合适的质量分析仪包括离子阱质谱仪仪，四极质谱仪以及离子回旋共振质谱仪。

在一个实施方案中，所述多变量统计分析包括主成分分析。在另一个实施方案中，所述多变量统计分析包括偏最小二乘回归分析。

在本发明的另一个方面，提供了用于检测样品材料中的分析物的系统。在一个实施方案中，该方法包括：

(a)用于产生分析物颗粒的常压解吸电离源；

(b)用于对分析物颗粒进行分析以提供该颗粒的质谱的质量分析仪；以及

(c)用于分析所述质谱以确定样品材料中分析物的存在的多变量统计分析程序。

附图说明

通过参考下面的详细描述，以及结合附图，本发明的上述方面和许多相伴的优势将由于其被更好地理解而变得更易于领会。

图1示意性地说明本发明的有代表生的系统，包括常压解吸电离源，质量分析仪以及相关的多变量统计分析包。

图2A是来自对正离子谱的主成分分析(PCA)的得分图，其比较来自下列的峰：牛血清白蛋白(BSA)溶液样品，添加了高血水平(HBL)铁(Fe)样品的BSA溶液样品，和含有在HBL的所有五种营养素的样品。主成分(PC)1捕获样品中80％的差异，并且代表了将Fe加入溶液中。

图2B是PC1的负载图，其清楚地显显示了通常与铁有关的峰在正的PC负载中存在。特征性的铁峰显示于m/z55(Fe⁺)和112(Fe₂)，这验证了铁的添加促成PC1。位于43，44和59的峰为在铁加入到系统中后显显示了电离增强的离子。