CN115440568A - 利用质谱数据库搜索进行化合物识别的质谱仪 - Google Patents

Abstract

描述用于质谱法的实时搜索(RTS)。在一种情况下，由样品产生的前体离子在引入时间段期间被引入到质谱仪中。前体离子被碎裂以形成产物离子，并获取质谱。在引入时间段期间，识别指示质谱和候选质谱之间的相似性的分数。基于分数的分布，执行动作。

Description

利用质谱数据库搜索进行化合物识别的质谱仪

技术领域

本公开涉及用于质谱法的设备和方法，并且更具体地涉及用于识别样品中的未知化合物的质谱仪的操作。

背景技术

生物质谱法的当前焦点是分子的识别、定量和结构阐明。代谢物通常是小的生物分子，该小的生物分子是代谢的中间产物或终产物。在质谱法和代谢组学的背景下，可以通过对某些离子进行受控碎裂(被称为串联或MSn质谱法)以产生产物离子，从而在混合物中识别诸如代谢物的化合物，产物离子的质谱提供了对于确认识别、确定数量或获得关于感兴趣的代谢化合物的结构细节可能非常有用的信息。

然而，在复杂的混合物中识别未知的或不可预测的代谢物具有挑战性。利用采集后数据处理执行多个实验，并且响应于数据处理，在实验之间执行实验方法设置的手动调整。这需要大量的时间，并且常常遗漏分析中未知或不可预测的代谢物。

发明内容

根据本发明的一个方面，描述了操作质谱仪以分析未代谢的化合物的代谢物的方法的实施例。该方法包括在引入时间段期间将由样品产生的前体离子引入到所述质谱仪中，将所述前体离子碎裂以形成产物离子，以及获取代表所述产物离子的第一质谱。所述方法进一步包括在所述引入时间段期间生成指示所述第一质谱和候选化合物的候选质谱之间的相似性的分数，所述候选质谱被存储在质谱数据库中，所述分数指示第一质谱代表所述候选化合物的代谢物，以及基于所述分数的分布对所述前体离子或所述产物离子执行动作。

在本发明的另一个方面中，执行质谱法的方法的实施例包括在引入时间段期间将由样品产生的前体离子引入到质谱仪中，以及将所述前体离子碎裂以形成产物离子。该实施例进一步包括获取代表所述产物离子的第一质谱，在所述引入时间段期间产生指示所述第一质谱和候选化合物的候选质谱之间的相似性的分数，以及基于所述分数的分布对所述前体离子或所述产物离子执行动作。

在本发明的又一个方面中，描述了能操作以分析未代谢的化合物的代谢物的质谱法***的实施例。该实施例包括离子源，所述离子源在引入时间段期间将由样品产生的前体离子引入到质谱法***中。质量分析仪通过质荷比分离离子，并且检测器检测来自质量分析仪的分离的离子并产生代表性信号。控制器基于来自检测器的所述代表性信号产生代表离子的第一质谱，并且在所述引入时间段期间产生指示所述第一质谱和候选化合物的候选质谱之间的相似性的分数。

在本发明的第四方面中，描述了能操作以分析未代谢的化合物的代谢物的质谱法***的实施例，其包括控制器。一种计算机程序产品，其包括其中存储有计算机程序指令的一个或多个非暂时性计算机可读介质，所述计算机程序指令被配置为使得当由控制器执行时，所述计算机程序指令使得所述质谱法***执行一组动作。该组动作包括在引入时间段期间将由样品产生的前体离子引入到所述质谱仪中，以及将前体离子碎裂以形成产物离子。该组动作进一步包括获取代表所述产物离子的第一质谱，在所述引入时间段期间产生指示所述第一质谱和候选化合物的候选质谱之间的相似性的分数，以及基于所述分数的分布对所述前体离子或所述产物离子执行动作。

附图说明

图1说明了质谱仪的实例。

图2说明了用于操作如图1的实例的质谱仪以获取产物离子质谱的框图的实例。

图3说明了用于确定实验质谱的相似性的分数的框图的实例。

图4说明了确定实验质谱的相似性分数的实例。

图5说明了用于操作质谱仪以识别未知的代谢物的框图的实例。

图6说明了可以用于实施实例中的一些实例的电子装置的实例。

具体实施方式

本公开中描述的一些材料包括质谱仪和在数据相关采集(DDA)方法中用于实时搜索(RTS)以检测混合物中的感兴趣的化合物的技术。在一个实例中，通过质谱数据库识别与代表产生代谢物的化合物的候选质谱的相似性，将实验质谱识别为代表代谢物。在识别出相似性之后，执行附加操作，例如MS3。

在该实例中，用于分析的样品包括代谢物，这些代谢物是药物产品、食物、流体或其他材料的代谢分解的结果。虽然一些代谢物(或代谢化合物)可能是已知的，但其他代谢物可能是未知的。这些未知代谢物的识别和定量是代谢组学领域中的重要兴趣。

将包括未知代谢物(和其他化合物)的混合物引入到色谱法***中，使得混合物中的不同化合物被分离并被引入到质谱仪中，以用于在单次实验运行中的不同时间进行分析。通过色谱峰宽度来确定将色谱分离的化合物引入到质谱仪中的引入时间段(即化合物开始从色谱柱洗脱并递送到质谱仪入口与洗脱完成时之间的时间)并且界定可用于对化合物进行质谱法操作的时间。

该分析可以包括化合物的电离以形成前体离子，该前体离子随后被碎裂以形成产物离子，从而获取实验质谱(即MS2或MS/MS)。如本公开中稍后所述，实验质谱然后用于搜索质谱数据库以识别相似但不同的候选质谱，该候选质谱代表被代谢并由此形成代谢物的材料。也就是说，在一个实例中，实验质谱可能代表与被摄入和代谢以形成未知代谢物的药物化合物相似但不完全匹配的未知代谢物。未知代谢物代表药物化合物的修饰形式(例如，包括化学修饰)，因此由与药物化合物稍微不同的质谱表示。

相似性可以基于不同的评分方法，并且使用不同方法的分数的分布可以导致执行质谱仪的不同操作。例如，如果实验质谱与质谱数据库中识别的候选质谱相似，并且具有来自两种不同评分方法的高余弦分数但低置信分数，则这可能指示碎裂不足的MS2扫描。因此，可以进行第二次MS2扫描以获得更好的实验质谱以用于进一步分析。在另一个实例中，可以对产物离子执行MS3，导致对代谢物执行MS3，而不对未被识别为代谢物的化合物执行MS3。

在化合物的引入时间或进入时间期间进行这些操作。因此，对在单次注射中色谱分离到质谱仪中的同一样品用许多MS2扫描进行分析，以形成作为实验质谱的产物离子质谱，并且那些产物离子质谱在不同化合物的引入时间期间用于多次搜索质谱数据库。在DDA分析中的引入时间期间实时应用各种规则。这导致通过质谱仪响应于不同的分数的分布而执行的不同的操作。因此，当样品被分析(即，分离、洗脱、离子化等)时，数据处理实时发生，并且避免了手动调整实验设置。此外，可以识别更多未知的化合物。

更详细地，图1说明了质谱仪的实例。图2说明了用于操作如图1的实例的质谱仪以获取产物离子质谱的框图的实例。在图2的框图中，建立了质谱库(202)并且界定了包括质量容差的实验设置(203)。例如，在图1中，质谱仪110包括控制器115，该控制器是被配置为控制质谱仪110的操作的电路。

控制器115包括质谱库185和实验设置160或者可以访问质谱库185和实验设置160。质谱库185存储要在实时搜索中使用的质谱，例如，作为包括以下中的之一或两者的电子存储的信息集合：(i)数据，如化合物的氨基酸序列或其他分子序列，其可以用于基于预定的规则(例如蛋白水解裂解、碎裂预测等)生成理论质谱，或(ii)先前针对经识别的化合物(即谱库)所获取的凭经验导出的谱，尽管也可以储存其它类型的与化合物相关的信息。包含于质谱数据库中或从质谱数据库导出的理论或凭经验导出的质谱包括离子m/z的列表和任选地对应的经测量或经预测的强度。在代谢组学的实例中，质谱可能包括需要识别未知代谢物的感兴趣的药物化合物(或其他未代谢的化合物)的MS2质谱。

实验装置160包括关于如何操作质谱仪110的细节。例如，用户可以为样品的注射的实验运行界定质谱仪的特定操作参数，包括选择质量容差以界定可以被视为未代谢的化合物的相似碎裂模式的实验质谱。因此，质量容差界定了允许实验质谱的特性有多少差异，以使实验质谱被认为是由质谱库185中的候选质谱表示的化合物的代谢物。在一些实施方式中，由于寻找谱之间的相似性而不是匹配，质量容差被界定为比在识别化合物的实验中更宽。然而，质量容差可能很宽，因为一些代谢物可以与它们形成的原始化合物相距很远(以m/z为单位)。

返回到图2，一旦建立了质谱库和实验，就将包括未知的代谢的化合物的混合物或样品提供给混合物分离器以分离混合物中的化合物(205)。例如，在图1中，混合物分离器105可以为液相色谱法(LC)、气相色谱法(GC)、毛细管电泳(CE)或用于分离混合物的化合物的其它类型的***。在代谢组学的实例中，混合物的单独组分包括未代谢的化合物的未知代谢物。

在图1中，混合物分离器105被描绘为将混合物分离成包括化合物150和155的若干组分。化合物150和155在空间或位置中沿着流动路径(例如在色谱柱内)分离，使得化合物150和155在不同时间被引入到质谱仪110中。这描绘了具有分别示出表示化合物150和155的峰170和175的色谱图195。不同的化合物可以在混合物内具有不同丰度，并且因此，峰中的每一个被不同地呈现。

返回到图2的框图，然后可以将化合物提供给质谱仪并且化合物可以被电离以形成前体离子(215)。例如，在图1中，当化合物150被引入到质谱仪110中时，首先将所述化合物提供给离子源120。离子源120可以通过将电荷载运实体(例如氢核或电子)从材料中去除或添加到材料中而在分析下电离材料，以提供具有正电荷或负电荷的材料。这产生由化合物150的电离形成的前体离子。离子源120将通常为电喷雾电离(ESI)类型，但可以替代地利用任何其它合适的电离技术，包括大气压化学电离(APCI)或大气压光电离(APPI)。

接下来，前体离子被质量隔离，然后被碎裂以产生产物离子(220)。例如，在图1中，由离子源120形成的化合物的前体离子经由恰当离子光学器件被输送到质量选择器130。在一个实例中，质量选择器130可以呈四极杆滤质器(quadrupole mass filter)的形式，其中调整射频(RF)和解析直流电(DC)电压的幅度，使得仅发射在窄范围的m/z值内的离子。可替代地，质量选择器130可为能够隔离所关注的m/z窗口内的离子的任何合适的装置，如分析型离子阱或飞行时间(TOF)质量分析仪。如图1中所描绘，化合物的一些前体离子因此经质量选择且向前传递到碎裂单元135。换句话说，一些前体离子物种经质量隔离。

然后将前体离子碎裂以产生产物离子。例如，在图1中，碎裂单元135从质量分析仪130接收前体离子并且将前体离子碎裂或分解为更小的产物离子。通常对较大的分子(例如肽或包括代谢物的其他生物分子)进行碎裂，以允许更详细地了解结构组成。碎裂单元135可以使用许多不同类型的解离技术实施，所述解离技术包含碰撞诱导解离(CID)、表面诱导解离(SID)、电子捕获解离(ECD)、电子转移解离(ETD)、负电子转移解离(NETD)、电子分离解离(EDD)、光解离、更高能量C阱解离(HCD)等。

接着，在图2中，对产物离子进行质量分析以获取实验质谱(225)。例如，在图1中，将由碎裂单元135形成的产物离子提供给质量分析仪140，进行质量分离，且然后提供给检测器145。质量分析仪140可以是根据离子的质荷比分离离子的任何合适的装置，包括但不限于轨道静电阱、分析四极杆离子阱、傅立叶变换离子回旋共振(FTT-ICR)分析仪、TOF质量分析仪或四极杆滤质器。检测器145可检测在质量分析仪140所提供的产物离子通过或撞击检测器145的表面时产生的感应电荷或电流。因此，检测器145生成表示产物离子的m/z的信号。可以将这些信号提供给控制器115，所述控制器然后可以使用检测到的信号生成实验质谱。

在图1中，质谱仪110为串列式质谱仪，其经配置以实施单独阶段的质量隔离和碎裂，如通过质量选择器130与质量分析仪140之间的碎裂单元135的布置所指示。这通常被称作MS/MS或MS2质谱法。在某些实施例中，可能期望进行产物离子的生成的隔离和碎裂的进一步阶段(例如，MS3、MS4、MS5等，其中n是正整数)。在这种情况下，质谱仪110的部件可经配置以引起另外的隔离/碎裂操作。例如，质量分析仪140可以是分析四极杆离子阱质量分析仪，其除了进行用于获取质谱的质量分离功能之外还能够执行质量隔离和碎裂的步骤。

接下来，执行质谱库的搜索以识别具有与实验质谱相似的质谱的候选化合物(230)。例如，在图1中，控制器115分析使用由检测器145提供的信号生成的实验质谱。如下文进一步详细论述，控制器115可经编程以搜索质谱数据库185来确定数据库中所包含的候选化合物中的哪些(如果存在的话)具有与以实验方式获取的质谱相似的(理论或凭经验确定)质谱，从而以合理的置信度确定产生实验质谱的样品组分是由质谱数据库185中的质谱所代表的未代谢的化合物的代谢物。

可以使用实验设置160中界定的质量容差来确定类似的质谱。也就是说，用户在设置实验时建立的质量容差允许实验质谱和质谱库中的候选化合物质谱之间的差异有多大，以允许两者被确定为相似的，因此，被电离的化合物是可能的未知代谢物。因此，识别出不同但相似的质谱。在一些实施方式中，计算相似性分数以确定不同质谱之间的相似性。

如果化合物没有被识别为相似，则可以避免由质谱仪执行附加操作以进一步分析化合物。来自被分析的化合物的实验质谱可能不会导致质谱数据库中识别的相似质谱，因为实验质谱可能与数据库中的质谱相同(即，该化合物与未代谢的化合物相同)或者它在允许的质量容差范围之外，这意味着实验质谱差异太大而不能被认为是代谢物。因此，就相似性范围(或标度或分数等)而言，太多的相似性(例如，高相似性分数)将是匹配的，因此可能代表未代谢的化合物，而没有足够的相似性(例如，低相似性分数)将代表一种可能不是代谢物的化合物。然而，在上述两个相似性范围之间的范围内的相似性可以代表代谢物。

然而，如果识别出相似性，则执行使用质谱仪的附加操作(235)。可以执行的附加操作包括对前体离子再次执行MS2，对产物离子执行MS3(即，执行第二代产物离子扫描)，以不同的活化能将前体离子或产物离子碎裂以调整如何使用相同的碎裂类型完成碎裂(例如，当使用CID时)，使用不同的碎裂类型将前体离子或产物离子碎裂(例如，从CID切换到光解离)，或者对前体离子或产物离子使用更高分辨率执行任何MSn扫描。MSn扫描可以包括MS和选择离子监测(SIM)扫描。

相似性的识别可以基于与实验设置中识别的质量容差一起使用的不同评分方法，并且使用不同方法的分数的分布导致执行质谱仪的不同操作。图3说明了用于确定实验质谱的相似性的分数的框图的实例。图4说明了确定实验质谱的相似性分数的实例。

在图4中，样品混合物405包括三种化合物，其中代谢物410在色谱分离后洗脱到质谱仪以用于电离和分析。代谢物410被隔离和碎裂，形成具有多种产物离子的碎裂的代谢物415，这些产物离子被检测并用于产生实验质谱420，所述实验质谱是MS2质谱或产物离子质谱。然后将实验质谱与质谱库中指示的所有或一些质谱进行比较，并使用包括余弦分数405和相似性分数410的分数来识别相似性。如果分数在容差范围内，则识别出相似性。

余弦分数405表示碎片的m/z值的相似性以及被比较的两个质谱之间的相对强度或丰度。相似性分数410(或置信度分数)是关于识别的准确度的置信度的概率计算，其基于余弦分数405、实验质谱和质谱数据库中与其比较的质谱之间的匹配峰的数量以及其他输入。这两个分数一起提供了关于实验质谱和质谱数据库中的质谱之间的相似性匹配的质量的不同信息片段。也可以使用其他类型的分数，例如余弦分数的增量分数(delta score)(例如，用于识别可能候选物的最高分数和第二高分数之间的差异)，或者相似性分数的增量分数。

因此，在图3中，余弦相似性分数被确定(305)并且相似性分数被确定(310)。接下来，确定相似性分数的分布(315)。例如，在图4中，余弦分数405是沿着分数谱或分数范围的分数，可视化为从低到高。同样，相似性分数410是沿着谱的分数。因此，这两个分数沿着不同的评分标度分布。在图4中，余弦分数405相对较低，而相似性分数410相对较高。以这种方式分布的分数可能导致通过质谱仪(320)执行特定的操作。分数的具体分布和所产生的动作可能因实验而异，并且可以在实验设置期间建立。

基于分数的分布执行的特定操作的一个实例与代谢物的异构体的检测有关，如图5所示。在图5中，建立了质谱库，包括识别未代谢的化合物的质谱(505)。如前所述，界定质量容差(510)，将样品电离以形成前体离子(515)，前体离子被碎裂(520)，并获取产物离子的第一质谱(525)。

接下来，搜索质谱库以确定第一质谱是否指示化合物的代谢物(530)。这是基于分数和质量容差，导致确定第一质谱可能不同于质谱库中的质谱(此处也被称为候选质谱)，但是在相似性上足够接近于代谢物

然后确定分数的分布，并且该分布指示异构体的存在(535)，并且以更高的分辨率获取产物离子的第二质谱(540)。此外，可以对产物离子执行MS3操作，以确定异构体的进一步结构信息，从而将它们彼此区分开来。

可能会执行这些额外的质谱法操作，因为异构体是具有相同分子式但具有不同分子结构的化合物。因此，使用质谱仪执行额外的操作可能有助于区分异构体。在一个实例中，如果余弦分数在高范围内，但相似性分数在低范围内，则该分数的分布可以指示异构体的存在。

分数的分布和可以基于分数的分布执行的质谱仪操作的其他实例包括在高余弦和低相似性分数的存在下再次执行MS2，因为这可能指示前体离子的碎裂不足。附加的MS2也可以通过改变在碎裂中使用的碰撞能量(例如，增加或减少碰撞能量)来执行，例如，当使用CID时。许多不同的分数的分布可以导致不同的操作，这意味着分数的范围可以被划分为子范围以提供许多要执行的动作。

在实验质谱和候选质谱之间建立相似性后，可以执行许多其他操作。例如，如果识别出相似性，则DDA方法可以进一步识别产物离子是否库中指示的化合物类别共有的。如果产物离子不是化合物类别共有的，则可以对产物离子执行MS3(或MSn)。例如，在芬太尼(fentanyl)的分析中，通常遇到m/z为188的产物离子。由于这些产物离子通常是预期的，因此可能会避免对它们执行MS3。

如果建立了相似性，另一个操作可能是避免执行MSn。而是，在这种情况下，可以对前体离子执行更多操作(例如，使用不同的能量、不同的碎裂技术或本文所述的其他技术)以确定是否可以建立匹配。

其他操作可以包括，在确定相似性后，在相对丰度方面对前N个产物离子(例如，仅对前两个、前三个等)执行MSn(例如，MS3)，对不对应于候选质谱的前N个碎片执行MSn，对相同的前体离子或产物离子执行替代的解离技术，使用不同的操作参数(例如用于碎裂单元的不同能量)执行相同的解离技术，执行反极性MS扫描并执行本文所述的任何技术，或者将形成产物离子的前体离子添加到排除列表中以避免在将来执行MSn。

另一种操作可以包括在确定相似性之后确定前体离子与感兴趣的化合物或未代谢的化合物具有特定的Δ质量差。可以再次执行MS1前体离子扫描，但是使用不同的操作参数(例如，不同的分辨率、偏移隔离等)来识别在隔离窗口中是否存在多于一个的前体离子。例如，如果Δ质量差是15m/z(例如，代表M+NH2基团)，则随后可以执行更高分辨率的MS1扫描以捕获C13同位素。这允许确定存在多于一个的峰，可能表明添加了OH(M+16)。

虽然本文描述的一些实例涉及作为生物代谢的结果的代谢物，但也可以使用本文所述的技术来识别其他类型的代谢物。例如，水中的异型生物质(xenobiotic)可能会被紫外(UV)光改性，导致异型生物质分解并被氧化。只要质谱与异型生物质相似，所述的技术就可以识别碎块(pieces)。在另一个实例中，改性的化合物可以以类似的方式被识别。

在一些实施方式中，未代谢的化合物的质谱在质谱库中提供。然而，可以预测附加质谱，然后将其***到质谱库中。例如，可以在计算机中预测化合物的经预测的代谢物并将其添加到质谱库中。

实例描述了用于代谢物的RTS的技术，然而可以识别其它生物分子，并且质谱仪可以在识别后立即执行特定动作。举例来说，除了蛋白质和其化合物以外，可以与所述技术一起使用的其它类型的生物分子包含脂质、核酸、代谢物、低聚糖、多糖等。此外，除了小分子以外，可以标识除了生物分子以外的其它大分子。因此，可以针对许多不同类型的分子生成实验质谱，数据库可以存储与可能的候选物相关的信息，并且可以进行RTS以识别候选物，并且可以基于质谱仪的能力来执行MS2或MS3或其它操作。

在实例中描述的串联质谱仪可以是三重四极杆质谱仪(QqQ)、四极杆飞行时间质谱仪(QqTOF)或其它类型的质谱仪。另外，虽然实例描述空间中的串列质谱，但串列质谱迟早也可与本文中所描述的技术一起使用。在串列式质谱仪中，迟早可使用单个质量分析仪。此外，如还通过图5的实例所论述，可以将超过两个质量分析仪设置在质量分析仪内。

在实例中描述的数据库由质谱仪的控制器***局部存储。然而，还可使用基于云的实施例，其中数据库存储在可由控制器接入的远程服务器上。另外，可以用RTS技术实施混合途径。举例来说，可与存储于远程服务器中的更大的数据库并联地搜索存储于质谱仪的***中的更小的数据库。混合途径可以允许更小的数据集(包括更高可能性的候选化合物)被相对快速地识别。如果未用本地数据库识别分析中的化合物，那么远程数据库可以搜索更大的数据集以尝试识别候选物。

图6示出可用于实施实施例中的一些的电子装置的实例。图6的电子装置可以存储或使用计算机程序产品，所述计算机程序产品包括其中存储有计算机程序指令的一个或多个非暂时性计算机可读介质，所述计算机程序指令被配置成使得当由一个或多个计算装置执行时，所述计算机程序指令使一个或多个计算装置执行实例中所述的功能。

在图6中，计算机***1100可以实施本文所述的任何方法或技术。例如，计算机***1100可以实施图1中的控制器电路115。因此，可根据由计算机***1100作出的计算或确定来调整相关联质谱仪的组件的操作。在各个实施例中，计算机***1100可以包含总线1102或用于传送信息的其它通信机制以及与总线1102耦合以处理信息的处理器1104。在各个实施例中，计算机***1100还可以包含存储器1106，所述存储器可以是随机存取存储器(RAM)或其它动态存储装置，所述存储器耦合到总线1102和待由处理器1104执行的指令。存储器1106还可以用于在执行待由处理器1104执行的指令期间存储临时变量或其它中间信息。在各个实施例中，计算机***1100可以进一步包含耦合到总线1102以存储处理器1104的静态信息和指令的只读存储器(ROM)1108或其它静态存储装置。可以提供如磁盘或光盘等存储装置1110并且将所述存储装置耦合到总线1102以存储信息和指令。

在各个实施例中，计算机***1100可以通过总线1102耦合到如阴极射线管(CRT)或液晶显示器(LCD)等显示器1112以向计算机用户显示信息。可以将包含字母数字键和其它键的输入装置1114耦合到总线1102以向处理器1104传送信息和命令选择。另一种类型的用户输入装置是如鼠标、轨迹球或光标方向键等光标控件1116，所述光标控件用于向处理器1104传送方向信息和命令选择并且用于控制显示器1112上的光标移动。这种输入装置通常在两条轴线(第一轴线(即，x)和第二轴线(即，y))上具有两个自由度，所述自由度允许所述装置在平面中指定位置。

计算机***1100可以执行本文所述的技术。与某些实施例一致，计算机***1100可以响应于处理器1104执行一个或多个由存储器1106中含有的一个或多个指令构成的序列而提供结果。可以将此类指令从另一个计算机可读介质，如存储装置1110读取到存储器1106中。执行存储器1106中含有的指令序列可以使处理器1104执行本文中所描述的过程。在各个实施例中，存储器中的指令可以对可在处理器内获得的逻辑门的各种组合的使用进行排序以执行本文中所描述的过程。替代地，可以使用硬接线电路***代替软件指令或结合软件指令使用硬接线电路***来实施本发明教导。在各个实施例中，硬接线电路***可以包括以必要的顺序操作以执行本文所描述的过程的必要逻辑门。因此，本文描述的实施例不限于硬件电路***和软件的任何特定组合。

如本文所使用的术语“计算机可读介质”是指参与向处理器1104提供指令以供执行的任何介质。这种介质可以采用多种形式，包含但不限于非易失性介质、易失性介质和传输介质。非易失性介质的实例可以包含但不限于光盘或磁盘，如存储装置1110。易失性介质的实例可以包含但不限于动态存储器，如存储器1106。传输介质的实例可以包含但不限于同轴电缆、铜线和光纤，包含包括总线1102的导线。

非暂时性计算机可读介质的常见形式包含例如软盘、软磁盘、硬盘、磁带或任何其它磁性介质、CD-ROM、任何其它光学介质、穿孔卡片、纸带、具有孔洞图案的任何其它物理介质、RAM、PROM和EPROM、闪存EPROM、任何其它存储器芯片或盒或计算机可读取的任何其它有形介质。

根据各个实施例，被配置成由处理器执行以执行方法的指令存储在计算机可读介质上。计算机可读介质可以是存储数字信息的装置。例如，计算机可读介质包含如本领域中已知用于存储软件的压缩光盘只读存储器(CD-ROM)。计算机可读介质由适于执行被配置成被执行的指令的处理器存取。

在各个实施例中，本发明教导的方法可以在以如C、C++等常规编程语言编写的软件程序和应用中实施。

虽然结合各个实施例或实施例对所述技术进行了描述，但是所述技术不旨在受限于此类实施例。相反，所述技术涵盖各种替代方案、修改和等同物，如本领域的技术人员将理解的。

另外，在描述各个实施例时，本说明书可能已经以特定的步骤序列的方式呈现了方法和/或过程。然而，在方法或过程不依赖于本文所阐述的特定步骤顺序的程度上，所述方法或过程不应限于所描述的特定步骤序列。如本领域的普通技术人员将理解的，其它步骤序列也是可能的。因此，本说明书中所阐述的特定步骤顺序不应被解释为对权利要求的限制。另外，针对所述方法和/或过程的权利要求不应限于以所编写的顺序执行其步骤，并且本领域的技术人员可以容易地理解，可以改变序列并且所述序列仍然保持处于各个实施例的精神和范围内。

本文所述的实施例可以用包含以下的其它计算机***配置实践：手持式装置、微处理器***、基于微处理器的或可编程的消费电子装置、小型计算机、大型计算机等。还可以在任务由通过网络连接的远程处理装置执行的分布式计算环境中实践实施例。

还应了解，本文所描述的实施例可以采用涉及存储在计算机***中的数据的各种计算机实施的操作。这些操作是需要物理量的物理操纵的操作。通常但不一定，这些量采用能够被存储、转移、组合、比较和以其它方式操纵的电或磁信号的形式。另外，所执行的操纵通常被明确称为如产生、标识、确定或比较等。

形成本文所述的实施例的部分的任何操作都是有用的机器操作。本文所述的实施例还涉及用于执行这些操作的装置或设备。本文所述的***和方法可以被专门构造为实现所需目的或者其可以是通过存储在计算机中的计算机程序选择性地激活或配置的通用计算机。具体地，各种通用机器可以与根据本文教导编写的计算机程序一起使用，或者可能更方便的是构造用于执行所需操作的更具专用性的设备。

某些实施例还可以体现为计算机可读介质上的计算机可读代码。计算机可读介质是可以存储数据的任何数据存储装置，所述数据此后可以通过计算机***读取。计算机可读介质的实例包含硬盘驱动器、网络附加存储(NAS)、只读存储器、随机存取存储器、CD-ROM、CD-R、CD-RW、磁带以及其它光学和非光学数据存储装置。计算机可读介质还可以分布在网络耦合的计算机***上，使得计算机可读代码以分布方式存储和执行。

Claims (20)

1.一种操作质谱仪以分析未代谢的化合物的代谢物的方法，其包括：

在引入时间段期间将由样品产生的前体离子引入到所述质谱仪中；

将所述前体离子碎裂以形成产物离子；

获取代表所述产物离子的第一质谱；

在所述引入时间段期间产生指示所述第一质谱和候选化合物的候选质谱之间的相似性的分数，所示候选质谱被存储在质谱数据库中，所述分数指示所述第一质谱代表所述候选化合物的代谢物；以及

基于所述分数的分布对所述前体离子或所述产物离子执行动作。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述动作包括对所述产物离子执行MS3。

3.根据权利要求1所述的方法，其中所述动作包括调整碎裂单元的操作参数，以及使用所述操作参数利用所述碎裂单元将所述前体离子或所述产物离子碎裂。

4.根据权利要求1所述的方法，其中所述未代谢的化合物是药物。

5.一种执行质谱法的方法，其包括：

在引入时间段期间将由样品产生的前体离子引入到所述质谱仪中；

将所述前体离子碎裂以形成产物离子；

获取代表所述产物离子的第一质谱；

在所述引入时间段期间产生指示所述第一质谱与候选化合物的候选质谱之间的相似性的分数；以及

基于所述分数的分布对所述前体离子或所述产物离子执行动作。

6.根据权利要求5所述的方法，其中所述分数指示所述第一质谱是所述候选化合物的代谢物。

7.根据权利要求6所述的方法，其中所述候选化合物是药物。

8.根据权利要求5所述的方法，其中所述动作包括对所述产物离子执行MS3。

9.根据权利要求5所述的方法，其中所述动作包括调整碎裂单元的操作参数，以及使用所述操作参数利用所述碎裂单元将所述前体离子或所述产物离子碎裂。

10.根据权利要求5所述的方法，其中所述动作包括以下中的一种或多种:(a)根据相对丰度对前N个产物离子执行MSn，(b)对不对应于所述候选质谱的前N个碎片执行MSn，(c)对相同的所述前体离子或所述产物离子执行替代的解离技术，(d)对所述碎裂单元使用不同的能量执行相同的解离技术，(e)执行反极性MS扫描，或(f)将形成所述产物离子的所述前体离子添加到排除列表中，以避免将来执行MSn。

11.根据权利要求5所述的方法，其中所述分数包括与所述相似性的质量相关的余弦分数和置信度分数。

12.一种能操作以分析未代谢的化合物的代谢物的质谱法***，其包括：

离子源，所述离子源在引入时间段期间将由样品产生的前体离子引入到所述质谱法***中；

质量分析仪，所述质量分析仪通过质荷比分离所述离子；

检测器，所述检测器检测来自所述质量分析仪的经分离的离子并产生代表性信号；以及

控制器，所述控制器基于来自所述检测器的所述代表性信号产生代表所述离子的第一质谱，并且在所述引入时间段期间产生指示所述第一质谱和候选化合物的候选质谱之间的相似性的分数。

13.根据权利要求12所述的***，其中所述分数指示所述第一质谱是所述候选化合物的代谢物。

14.根据权利要求12所述的***，其中所述候选化合物是药物。

15.根据权利要求12所述的***，其中从所述离子源接收的所述离子是前体离子，并且所述***进一步包括碎裂单元，所述碎裂单元从所述离子源接收所述前体离子并且将所述前体离子碎裂以形成产物离子。

16.根据权利要求15所述的***，其中所述控制器进一步使得基于所述分数的分布对所述离子执行动作。

17.根据权利要求16所述的***，其中所述动作包括调整碎裂单元的操作参数并使用所述操作参数利用所述碎裂单元将所述前体离子或所述产物离子碎裂。

18.根据权利要求16所述的***，其中所述动作包括对所述产物离子执行MS3。

19.根据权利要求15所述的***，其中所述动作包括以下中的一种或多种:(a)根据相对丰度对前N个产物离子执行MSn，(b)对不对应于所述候选质谱的前N个碎片执行MSn，(c)对相同的所述前体离子或所述产物离子执行替代的解离技术，(d)对所述碎裂单元使用不同的能量执行相同的解离技术，(e)执行反极性MS扫描，或(f)将形成所述产物离子的所述前体离子添加到排除列表中，以避免将来执行MSn。

20.一种能操作以分析未代谢的化合物的代谢物的质谱法***，其包括：

控制器，

计算机程序产品，所述计算机程序产品包括一个或多个其中存储有计算机程序指令的非暂时性计算机可读介质，所述计算机程序指令被配置为使得当由所述控制器执行时，所述计算机程序指令使得所述质谱法***执行一组动作，所述动作包括:

在引入时间段期间将由样品产生的前体离子引入到所述质谱仪中；

将所述前体离子碎裂以形成产物离子；

获取代表所述产物离子的第一质谱；

在所述引入时间段期间产生指示所述第一质谱与候选化合物的候选质谱之间的相似性的分数；以及

基于所述分数的分布对所述前体离子或所述产物离子执行动作。

Images