[发明专利]用于非目标数据的稳定同位素标记示踪

说明书

一种用于利用稳定同位素标记示踪分析样品的方法，所述方法包括：接收由对多个样品执行非目标数据采集的MS系统生成的质谱(MS)数据；对未标记的化合物数据执行非目标特征提取以生成第一提取特征数据集；生成分别对应于所述第一提取特征的多个经验分子式；对经标记的化合物数据执行目标同位素体提取以生成第二提取特征数据集，其中所述目标同位素体提取基于每个第一提取特征的经验分子式和保留时间；并从所述第二个提取特征中鉴定同位素体的一个或多个基团。

相关申请

本申请根据35U.S.C.§119(e)要求2019年4月15日提交的题为“用于非目标数据的稳定同位素标记示踪(STABLE LABEL ISOTOPE TRACING FOR UNTARGETED DATA)”的美国临时专利申请序列号62/834,041的权益，将其内容通过引用以整体并入。

技术领域

本发明总体上涉及与质谱法(MS)结合使用的稳定同位素标记示踪，用于非目标数据的采集、处理和分析。

背景技术

同位素示踪是指用于追踪同位素在某个(生物)化学反应或一系列反应中的通路或去向的技术，一个例子是在生物细胞中发生代谢过程的情况下的代谢通路。化学或生物学化合物可以通过有意用与原始原子为相同的元素但同位素不同的原子替代化合物的一个或多个原子进行同位素标记(或标示)。例如，同位素标记的有机分子可以通过用碳13(¹³C)原子替代分子的一个或多个碳12(¹²C)原子来形成。然后经标记的化合物经受或使其进行一个或多个感兴趣的反应。接着可以测量反应的产物化合物，包括产物化合物中同位素的一个或多个位置和模式，以获得信息，诸如同位素通过反应到达所观察的一种或多个种化合物所采用的序列或通路。取决于进行的分析的类型，可以将同位素标记的起始化合物的反应产物与未标记的对应物的反应产物进行比较。“稳定”同位素是指非放射性同位素(即，不涉及放射性核素)。同位素示踪中常用的稳定同位素包括碳13(¹³C)、氮15(¹⁵N)和氘(²H)，但是任何具有多于一种稳定同位素的元素均可用于同位素示踪实验。

一种用来测量稳定同位素标记的技术是质谱法(MS)。通常，MS系统包括用于电离研究样品的组分(包括同位素标记的化合物)的离子源、用于根据其不同的质荷比(或m/z比，或更简单地“质量”)分离所得离子的质谱分析器、用于计数已分离离子的离子检测器以及用于按需处理来自离子检测器的输出信号的电子设备，以生成诸如色谱图或质谱图的形式的用户可解释数据。典型地，质谱是一系列峰，这些峰指示了所检测离子的相对丰度(例如，离子信号强度，诸如所检测的每种离子的离子计数数量)，作为其m/z比的函数。质谱或MS/MS碎片谱可以用于确定样品组分的分子结构，从而使样品能够被定性地和定量地表征，包括分析中观测到的每种化合物的同位素体(isotopologue)的鉴定、丰度、分布以及与同位素异位体(isotopomer)之间的差异。因此，质谱法在应用于生物过程时，可以用于定量代谢通量分析(MFA)或定性通量分析(稳定同位素示踪)。