[发明专利]质谱分析方法和质谱系统

说明书

本发明提供了一种质谱分析方法和质谱系统，在实施该质谱分析方法的过程中，子离子的强度数据、与第一物理化学特性关联的子离子的第一参数、与第二物理化学特性关联的子离子的第二参数均被记录，从而形成谱图数据集，在解卷积步骤中，根据包含第一参数和第二参数的二维特征，对谱图数据集进行解卷积，以将来自同一母离子的子离子归类。通过以上方式，本发明提供的质谱分析方法和质谱系统能够检知部分与其他离子的谱峰严重重叠的离子，从而，提高针对数据非依赖性采集数据解析的定性和定量能力。

技术领域

本发明涉及质谱领域，具体涉及一种质谱分析方法和质谱系统。

背景技术

高分辨串级质谱目前已成为组学分析(包括代谢组学、蛋白质组学等)中重要的分析仪器。对于组学分析中较复杂的样品，需要高通量、高灵敏度、高覆盖度的质谱数据采集方法。传统方法为1998年由Ducret等人提出的数据依赖性采集(DDA，data dependentacquisition)，该方法中，先进行一次针对母离子的(或“前驱”离子)扫描，然后挑选其中丰度较高的母离子，依次进入碰撞腔解离并得到子离子(或“产物”离子)谱图。该方法可得到较高的分析物覆盖度，因此至今仍是广泛采用的采集方法。

然而，由于数据依赖性采集方法每次子离子扫描只能监测一个母离子质荷比通道的子离子信息，在进行串级质谱分析时母离子的利用效率及通量较低，当大量分析物同时从色谱柱中流出时，仍然有很多丰度较低的母离子未被监测到；同时，由于每次循环中的子离子扫描事件对应的母离子的质荷比通道是不断变化的，不能保证分析物的子离子在其色谱流出时间内被多次均匀地检测到，进而只能使用该分析物的母离子的离子流图而不是子离子的离子流图进行定量分析，从而影响了组学分析中定量分析的选择性与精确度。由于每次选择母离子进行串级质谱分析时，都是优先选择丰度较高的母离子，而同一批次样品中各离子的相对丰度在不同次进样分析时，会发生一定差异，这种差异会导致母离子监测的随机性，这种随机性在生物统计学数据分析中可能会引起偏差或错误。

近年来，数据非依赖性采集(DIA，data independent acquisition)得到了较快发展，与DDA方法相比，该方法具有更高的灵敏度、动态范围、分析通量和更好的定量性。这种方法的典型代表是Micromass的美国专利US6717130中描述的MSE方法以及AB Sciex的美国专利US8809770中描述的SWATH(sequential-window acquisition of all theoreticalmass spectra)方法。

SWATH方法主要针对目标物分析，因此可以不进行母离子预扫描，通常直接把母离子按质量数分段，比如每段为25Da，然后将四极杆选出的每段母离子一起导入碰撞腔解离，记录子离子谱图并与数据库进行对比，利用子离子强度进行定量，常用于目标物的定量分析，而不宜作为定性分析。SWATH方法存在不可忽视的缺陷：一方面过分依赖于高质量的子离子谱图数据库的建立和实验条件的匹配，另一方面难以实施非靶向(untargeted)的代谢组学分析。近年来，不依赖于谱图库的SWATH方法的替代方案也有了长足发展，比如DIA-Umpire(Tsou等，2015)，FT-ARM(Weisbrod等，2012)，和PECAN(Ting等，2017)。

在MSE方法中，先进行母离子扫描，然后把较宽质量段甚至全部的母离子一起放入碰撞腔进行解离，并记录子离子谱图，通过同一分析物的母离子和子离子在色谱中的保留时间或峰型等方面具有相同的特征，用解卷积算法关联母离子和子离子，进而得到单个物质的子离子质谱图，后续的定性和定量分析均依赖于解卷积所获得的子离子质谱图。

为了进一步提高灵敏度，增加正交分离的维度，越来越多厂家将基于离子迁移率的分离装置耦合到色谱-串级质谱联用设备中，由于基于离子迁移率的分离装置，例如离子迁移谱仪(分析周期的时间尺度例如为10ms)，与色谱(分析周期的时间尺度例如为1200s)、质谱(例如TOF-MS为100μs)工作在不同量级的频率下，所以能够有效配合、连接，接续进行分离和分析。