[发明专利]校正离子源效率低下的方法使得样品间归一化成为可能

说明书

在质谱法中，显著误差在样品制备期间(样品间误差)、在离子产生期间(离子抑制)和在离子传输期间(离子传输损耗)引入。我们证明了校正离子抑制和离子传输损耗的能力，并且一旦校正了离子损耗，则分析样品的样品间归一化到内标是可能的。通过归一化至标准样品，分析样品变得与任何类似处理的样品完全可比。

相关申请的交叉引用

本申请要求2018年6月22日提交的美国申请62/688846的优先权，其公开内容通过引用结合。

背景技术

传统上，由于离子产生或离子传输的效率低下而在离子源中频繁引入变异性，所以认为质谱法并不是良好的定量方法。因此，在希望准确定量的情形下，需要内标和清洁的“基线”色谱分离。随着待测量的化合物的数量增加，这种实践变得昂贵且笨拙；因此，在大多数情况下，待定量的化合物的数量保持较小，并且采用具有明确定义的化学浓度和组成的内标。

实际的定量行为是在逐个化合物基础上进行的，并且定量通过直接比较内标的量与分析物的量来实现；即，分析物与内标的比率乘以已知内标量。这实现了比最初获得的原始数据更好的对每种化合物的定量解决方案，因为原始数据几乎总是遭受到一些离子损耗。

本发明采用校正整个样品的全局方法，并且获得归一化和直接定量每种化合物的损耗百分比的额外益处。不存在采用这种方法的已知现有文献。

在大多数质谱仪的离子源中见到的变异是由在所需要的分析过程的两个不同部分(即，被测量离子的产生和传输)期间的电离损耗引起的。离子抑制是应用于离子产生过程期间发生的离子损耗或效率低下的通用术语。在离子传输通过源和质量分析器期间，发生另外的离子损耗。这两个过程引起离子损耗或变异，但是它们在其性质上非常不同。

离子抑制损耗因化合物而异，并且对产生离子的环境敏感，因此它们在样品与样品之间变化，而由源的几何形状和电子器件引起的离子损耗经受显著改变，但是在延长的时间段内是稳定的；二者都会给质谱学家带来不同种类的问题，因为它们短期和长期地降低了总体样品间(sample-to-sample)可比性。

代谢组学分析目前分为两种主要方法{Fiehn¹}，即靶向{Roberts²}分析和非靶向{Vinayavekhin³}分析。尽管根据定义，几乎所有的临床测量都是靶向的，但是这些测量中的大多数不是代谢组学研究的一部分，迄今为止，最大数量的代谢组学研究开始于非靶向(通常称为“无偏”)分析。

非靶向分析的优点在于，它没有对需要研究的分子类别做出推测，并且因此被认为是产生假想的良好手段，并且是更大系列的“发现”研究中的第一步。不幸地，通常在非靶向分析中采用的技术在其核心处具有一系列经常被忘记或被误解的假设。

这些假设中三个最严重的假设是1)离子抑制，通常称为矩阵效应(ME)，对于给定的样品类型，在所有样品之间可能是一致的，因此可被忽略；2)在给定实验的运行时间期间，离子传输损耗将不会显著改变；以及3)样品在大小和形式方面足够相似，因此归一化是简单的或不必要的。

如下文所讨论，所有这三个假设都是相关的，并且一旦它们彼此相关，则所有这三个假设都可以被校正。尽管最初应用于代谢组学，但本解决方案适用于其中需要使用化学复杂的内标定量大量化合物或归一化是基于校正的数据的所有情形。