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クロマトグラフィー/マススペクトロメトリーを用いてサンプルを分析する手段と方法
説明

クロマトグラフィー/マススペクトロメトリーを用いてサンプルを分析する手段と方法

【課題】生物学的サンプル中のメタボライトのような複雑な化合物のための、信頼しうる効率的な分析方法を提供する。
【解決手段】サンプルを分析する方法並びにそのシステムに関し、:a)供試サンプル中の化合物を決定する:b)ステップa)では、参照サンプルの分析を伴う。供試サンプルおよび参照サンプルが同一のシークエンスで分析される。さらに該方法を行うためのシステムを包含し、:(a)化合物を測定する:(b)プロセスのパラメーターをモニターする;(c)(a)で得られた生の結果を分析する:(i)化合物測定手段から生の結果を含む第1データベース;(ii)プロセスパラメーターを含む第2データベース;(iii)生の結果をヴァリデートするためのルールを含む第3データベース;(iv)同定された化合物のアロケートされた結果を含む第4データベース;第2、第3、第4データベースは第1データベースと連結されている。


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【特許請求の範囲】
【請求項1】
少なくとも1つの供試サンプルを分析する方法であって、該供試サンプルが少なくとも1種の化合物を含み、該方法が:
a) 少なくとも1種の化合物を含む少なくとも1つの供試サンプルを提供するステップ;
b) 該供試サンプル中の該少なくとも1種の化合物をクロマトグラフィーを連結した質量分析を用いて測定し、それによって一次生データが生成されるステップ;
c) ステップb)で得られた一次生データから次の手順で生の結果を生成するステップ:(i)一次生データのデコンボリューションおよびそのデコンボリューションされた一次生データの、参照スペクトルおよび参照リテンションインデックスを用いた各化合物へのアロケーション、ならびに(ii)あらかじめ定めたイオン質量と時間窓を用いてシグナルの強度と保持時間を化合物にアロケートする、
d) ステップc)で得られた生の結果を分析するステップであって、該分析は、ヴァリデートされた結果がそれによって生成されたルールに基づいて生の結果を確認または無効とすることのできるヴァリデーションツールを用いた該生の結果のヴァリデーションを含んでいるステップ、
を含み、
該少なくとも1つの供試サンプルの分析は少なくとも1つの参照サンプルの分析を伴って行われるものであり;
供試サンプルおよび参照サンプルはこの方法の各ステップにおいて同一のシークエンスで分析され;
この方法は自動化によってアシストされ、
少なくとも1つの参照サンプルが、
a. 少なくとも1つの供試サンプルの一部分を含んでいる参照サンプル
b. 定義された参照スタンダードを複数含んでいる参照サンプル
c. 参照サンプル(a)の一部分および参照サンプル(b)の一部分を含んでいる参照サンプル
からなる群から選択される、
方法。
【請求項2】
ルールが次のルール:
(a) ステップc)中の手順(i)および(ii)によって得られる生の結果の各々について、ある化合物の生の結果について得られた保持時間(RT)があらかじめ定めておいた限度値以内であるか否かを定めること、もしもその保持時間が限度外である場合にはその生の結果は無効となる;
(b) ステップc)中の手順(i)および(ii)によって得られる生の結果の各々について、ある化合物の該生の結果のマススペクトルのマッチの質があらかじめ定めておいた参照の結果と比較して、あらかじめ定めた限度値を超えるか否かを定めること、もしもそのマッチの質が限度値以下である場合にはその生の結果は無効となる;
(c) ステップc)中の手順(i)および(ii)によって得られる生の結果の各々について、ある化合物の生の結果について得られたリテンションインデックス(RI)があらかじめ定めておいた限度値以内であるか否かを定めること、もしもそのリテンションインデックスが限度外である場合にはその生の結果は無効となる;
(d) ステップc)中の手順(i)および(ii)によって得られる生の結果の各々について、ある化合物の生の結果が、ノーマライゼーションに用いられることとなる化合物のヴァリデートされた生の結果にアロケートされるか否かを定めること、もしもそのノーマライゼーションに用いられる化合物の生の結果が無効であるならば、そこにアロケートされた生の結果も無効となる、
を含む、請求項1に記載の方法。
【請求項3】
方法がさらに:
(a) 手順(i)で得られた、ある化合物の生の結果について与えられた保持時間(RT1)と、手順(ii)で得られた、同一の生の結果について与えられた保持時間(RT2)が、あらかじめ定めた限界値以内であるか否かを定め、もしそれらの2つの保持時間のうちの1つが限界値を外れていた場合には、その生の結果を無効とする;
(b) 手順(i)で得られた、ある化合物の生の結果について与えられたリテンションインデックス(RI1)と、手順(ii)で得られた、同一の生の結果について与えられたリテンションインデックス(RI2)が、あらかじめ定めた限界値以内であるか否かを定め、もしそれらの2つのリテンションインデックスのうちの1つが限界値を外れていた場合には、その生の結果を無効とする;
(c) ステップc)において、ルールデータベースに含まれているその他のルールを適用した後に、ある化合物へのアロケートにより2つ以上の生の結果が得られた場合には、データポイントを結んで作成した曲線下面積で最も大きな値を有する生の結果を用いる;
(d) ステップc)の手順(i)および(ii)で得られた生の結果の各々について、リニアモデリング用のリテンションインデックススタンダードに基づいて、生の結果のリテンションインデックスがあらかじめ定めた限界値以内であるか否かを定め、もし外挿したリテンションインデックスの値が限界値を外れていた場合には、その生の結果を無効とする;
(e) ステップc)の手順(i)および(ii)で得られた生の結果の各々について、ある化合物の生の結果が、あらかじめ定めた保持時間またはリテンションインデックスの範囲内にありあらかじめ定めた溶出の順であるあらかじめ定めた有効な隣接する生の結果を有するか否かを定め、もしそのような有効な隣接する生の結果が存在していないならば、その生の結果を無効とする;
(f) ステップc)の手順(ii)で得られた生の結果の各々について、生の結果のデータポイントによって作成した曲線下面積が負の値でないかを定め、それによって負の値を有する生の結果を無効とする、
からなる群から選択された、少なくとも1つのルールを含む、請求項2に記載の方法。
【請求項4】
分析がさらに、ヴァリデートされた結果のセットに基づいて供試サンプルについての特異的プロフィールを生成させることを含む、請求項1から3のいずれか1項に記載の方法。
【請求項5】
少なくとも1つの供試サンプルを分析する方法であって、該供試サンプルが少なくとも1種の化合物を含み、該方法が、
a) 少なくとも1種の化合物を含む少なくとも1つの供試サンプルを提供するステップ;
b) 該供試サンプル中の該少なくとも1種の化合物をクロマトグラフィーを連結した質量分析を用いて測定し、それによって一次生データが生成されるステップ;
c) ステップb)で得られた一次生データから次の手順で生の結果を生成するステップ:(i)一次生データのデコンボリューションおよびそのデコンボリューションされた一次生データの、参照スペクトルおよび参照リテンションインデックスを用いた各化合物へのアロケーション、ならびに(ii)あらかじめ定めたイオン質量と時間窓を用いてシグナルの強度と保持時間を化合物にアロケートする、
d) ステップc)で得られた生の結果を分析するステップであって、該分析が、該生の結果に基づいて供試サンプルについての特異的なプロフィールを生成することを含んでいるステップ、
を含み、
該少なくとも1つの供試サンプルの分析は少なくとも1つの参照サンプルの分析を伴って行われるものであり;
供試サンプルおよび参照サンプルはこの方法の各ステップにおいて同一のシークエンスで分析され;
自動化によってこの方法がアシストされ、
少なくとも1つの参照サンプルが、
a. 少なくとも1つの供試サンプルの一部分を含んでいる参照サンプル
b. 定義された参照スタンダードを複数含んでいる参照サンプル
c. 参照サンプル(a)の一部分および参照サンプル(b)の一部分を含んでいる参照サンプル
からなる群から選択される、
方法。
【請求項6】
該供試サンプルおよび該参照サンプルが同一のシークエンスの順序で分析される、請求項1から5のいずれか1項に記載の方法。
【請求項7】
シークエンスの順序がサンプルの分析前に、該シークエンスの順序のなかで少なくとも1つの供試サンプルと少なくとも1つの参照サンプルのランダムなポジショニングによって確立されている、請求項6に記載の方法。
【請求項8】
ステップc)の分析が、参照サンプルについて得られたヴァリデートされた生の結果に対して少なくとも1つの供試サンプルのヴァリデートされた生の結果のノーマライゼーションを含む、請求項1から7のいずれか1項に記載の方法。
【請求項9】
方法がさらに、該方法についてのプロセスパラメーターのモニタリングを含む、請求項1から8のいずれか1項に記載の方法。
【請求項10】
ステップd)のヴァリデーションがさらに、モニターされたプロセスパラメーターに基づいて生の結果を確認するか、または無効とすることを含む、請求項9に記載の方法。
【請求項11】
クロマトグラフィーが液体クロマトグラフィーおよび/またはガスクロマトグラフィーである、請求項1から10のいずれか1項に記載の方法。
【請求項12】
方法が、ステップb)の前に、少なくとも1つの供試サンプルを、極性化合物を含む少なくとも1つの第1の画分と、非極性化合物を含む少なくとも1つの第2画分へと分画するステップをさらに含む、請求項1から11のいずれか1項に記載の方法。
【請求項13】
分画が、供試サンプルの各々を、タンパク質またはアミノ酸を含む少なくとも1つの第3の画分にさらに分画することを含む、請求項12に記載の方法。
【請求項14】
ステップa)の提供が、少なくとも1つの供試サンプルに含まれている少なくとも1種の化合物を抽出することを含む、請求項1から13のいずれか1項に記載の方法。
【請求項15】
少なくとも1つの供試サンプルが、本質的に同一のメタボロームを有している複数の生物体の1生物体由来のものである、請求項1から14のいずれか1項に記載の方法。
【請求項16】
方法が、さらにステップd)の分析結果を含んでいるアウトプット結果セットを提供するステップを含む、請求項1から15のいずれか1項に記載の方法。
【請求項17】
分析が、少なくとも2つのベクトルを相関させる、および/または比較するステップを含み、その少なくとも2つのベクトルのうちの少なくとも1つが、そのベクトルの成分についての縮退プロセスに、その成分の信頼性を考慮に入れつつかけられる、請求項1から16のいずれか1項に記載の方法。
【請求項18】
分析が、少なくとも2つのベクトルを相関させる、および/または比較するステップを含み、1つの成分についてのマッチ-ミスマッチスコアリングが行われ、マッチスコアおよびミスマッチスコアが生成され、好ましくはそれらのスコアのランク付けを用いることによってマッチスコアとミスマッチスコアが別々に考慮される、請求項1から17のいずれか1項に記載の方法。
【請求項19】
分析が、有意なヴァリデートされた結果を選択し、少なくとも1つの供試サンプルを分類するステップを含む、請求項1から18のいずれか1項に記載の方法。
【請求項20】
少なくとも1つの第1のサンプルに特異的な特質を決定するための方法であって、
a) 少なくとも1つの第1のサンプルについて請求項16に記載の方法で得られたアウトプット結果のセットを、少なくとも1つの第2のサンプルについて請求項16に記載の方法で得られたアウトプット結果のセットと比較し;
b) ステップa)の比較に基づいて、該第1のサンプルに特異的な特質を決定するが、アウトプット結果のセットの差異が該第1のサンプルに特異的な特質を示すものである、
方法。
【請求項21】
少なくとも1つの第1のサンプルおよび少なくとも1つの第2のサンプルについて共通の特質を決定するための方法であって、
a) 少なくとも1つの第1のサンプルについて請求項16に記載の方法で得られたアウトプット結果のセットを、少なくとも1つの第2のサンプルについて請求項16に記載の方法で得られたアウトプット結果のセットと比較し;
b) ステップa)の比較に基づいて、少なくとも1つの第1のサンプルと少なくとも1つの第2のサンプルについての共通の特質を決定するが、アウトプット結果のセットの類似性が該共通の特質を示すものである、
方法。
【請求項22】
比較が、少なくとも2つのベクトルを相関させる、および/または比較するステップを含み、その少なくとも2つのベクトルのうちの少なくとも1つが、そのベクトルの成分についての縮退プロセスに、その成分の信頼性を考慮に入れつつかけられる、請求項20または21に記載の方法。
【請求項23】
比較が、少なくとも2つのベクトルを相関させる、および/または比較するステップを含み、1つの成分についてのマッチ-ミスマッチスコアリングが行われ、マッチスコアおよびミスマッチスコアが生成され、好ましくはそれらのスコアのランク付けを用いることによってマッチスコアとミスマッチスコアが別々に考慮される、請求項20から22のいずれか1項に記載の方法。
【請求項24】
比較が、有意なヴァリデートされた結果を選択し、少なくとも1つの供試サンプルを分類するステップを含む、請求項20から23のいずれか1項に記載の方法。
【請求項25】
生物体に対して適用される処理によって生じる影響を決定するための方法であって、請求項20から24のいずれか1項に記載の方法のステップ、およびさらに該生物体の第1のサンプルについて決定された特質に基づいて影響を決定するステップを含む方法。
【請求項26】
処理が、生物体の遺伝子の改変、化合物の投与、物理的処理、環境条件の変化、生物体に適用される照射、または該処理の組み合わせである、請求項25に記載の方法。
【請求項27】
第1のサンプルに特異的なバイオマーカーを決定するための方法であって、請求項20から24のいずれか1項に記載の方法のステップ、およびさらに該第1のサンプルについて決定された特質に基づいてバイオマーカーを決定するステップを含む方法。
【請求項28】
生物体に投与された化合物の作用機作を決定するための方法であって、請求項20から24のいずれか1項に記載の方法のステップ、およびさらに該生物体の第1のサンプルについて決定された特質に基づいて該化合物の作用機作を決定するステップを含む方法。
【請求項29】
生物体が植物であり、該化合物が除草作用のある化合物である、請求項28に記載の方法。
【請求項30】
生物体が虫であり、該化合物が殺虫作用のある化合物である、請求項28に記載の方法。
【請求項31】
生物体が植物病原性の真菌であり、該化合物が殺真菌作用のある化合物である、請求項28に記載の方法。
【請求項32】
請求項1から31のいずれか1項に記載の方法を行うためのシステムであって、
a) 化合物を測定する手段;
b) プロセスのパラメーターをモニターする手段;
c) (a)の手段から得られた生の結果を分析する手段であって、生の結果を分析するための該手段は:
(i) a)の手段から受け取った生の結果を含む第1のデータベース;
(ii) モニターされたプロセスパラメーターを含む第2のデータベース;
(iii) その生の結果をヴァリデートするためのルールを含む第3のデータベース;
(iv) 同定された化合物のアロケートされた結果を含む第4のデータベース;および
(v) 該第3のデータベースに含まれているルールに基づいて生の結果を確認または無効と判定することのできるヴァリデーションツール;
を含み、
少なくとも第2、第3、および第4のデータベースは機能しうる形で第1のデータベースと連結されており、
上記手段は機能しうる形で互いに連結されている、
システム。
【請求項33】
第1および第4のデータベースが、第1のデータベースの生の結果が、評価後に、同定された化合物についてのアロケートされた結果として、第4のデータベース中に含まれることとなるように、互いに機能しうる形で連結されている、請求項32に記載のシステム。
【請求項34】
生の結果を分析するための手段が、
(v) 少なくとも1つの他のデータベースと機能しうる形で連結された少なくとも1つの特異的サンプル識別子に関連する情報を含む第5のデータベース、
を含む、請求項32または33に記載のシステム。
【請求項35】
特異的サンプル識別子が、サンプル数、サンプルの起原、サンプルのソース、サンプルの処理、サンプルのラン、およびアンプルのアリコートからなる群から選択されたものである、請求項34に記載のシステム。
【請求項36】
生の結果を分析するための手段が、
(vi) 少なくとも1つの他のデータベースと機能しうる形で連結された識別子に関連する生化学的情報を含む第6のデータベース、
を含む、請求項32から35のいずれか1項に記載のシステム。
【請求項37】
化合物を測定するための手段が、質量分析装置を含む、請求項32から36のいずれか1項に記載のシステム。
【請求項38】
測定のための手段が、さらに、液体クロマトグラフィー、および/またはガスクロマトグラフィーの装置を含む、請求項37に記載のシステム。
【請求項39】
サンプルを分画するための手段および/または抽出するための手段をさらに含む、請求項32から38のいずれか1項に記載のシステム。

【図1】
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【図2】
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【図3A】
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【図3B】
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【図4】
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【図5A】
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【図5B】
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【図5C】
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【図6】
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【図7A】
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【図7B】
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【図8】
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【図9】
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【図10】
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【図11】
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【図12】
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【図13】
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【図14】
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【図15】
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【公開番号】特開2011−203262(P2011−203262A)
【公開日】平成23年10月13日(2011.10.13)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−116769(P2011−116769)
【出願日】平成23年5月25日(2011.5.25)
【分割の表示】特願2008−523350(P2008−523350)の分割
【原出願日】平成18年7月25日(2006.7.25)
【出願人】(507030645)メタノミクス ゲーエムベーハー (10)
【Fターム(参考)】