多种分析物的同时分析制造技术

描述了方法、设备和系统，所述方法、设备和系统能够通过进行包含变性、归一化、提取、混合模式液相色谱法和质谱法的步骤来同时确定单个样品中存在的多种分析物的存在、属性或水平，借此确定所述单个样品中的分析物的存在、属性或水平。属性或水平。属性或水平。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】多种分析物的同时分析
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求于2019年3月28日提交的美国临时专利申请第62/825,610号的权益，所述美国临时专利申请出于所有目的通过引用整体并入本文。

技术介绍

[0003]分析化学中的常规观点认为，在生物分子中发现的大量的化学多样性太过巨大而无法使用单一方法进行研究。因此，努力主要集中在分析生物分子的均质子集。在这些方法中，液相色谱法与质谱法偶联(LC
‑
MS)已经成为这些分析中的许多分析中必不可少的分析平台，用于表征许多小分子和大分子。尽管这种多功能性，LC
‑
MS仍然通常用于分析单一类别的生物化学品。人们对多组学研究中组合不同的生物信息层越来越感兴趣。多组学提供了将如基因组学、表观基因组学、转录组学、蛋白质组学、糖蛋白质组学、糖组学、脂类组学、代谢组学、通量组学、离子组学、微生物组学、表型组学、金属组学和暴露组学等各种分析整合到一个平台中的机会。然而，这些方法旨在使用计算方法整合单独的数据集；在数据获取之前组合这些不同类别的分析物的潜力仍有待探索。
[0004]其所涉及的正是本专利技术涉及的在单次仪器运行中对各种各样的生物分子执行组合分析的能力。

技术实现思路

[0005]在一方面，提供了一种用于基本上同时确定单个样品中存在的多种分析物的存在、属性或量的方法，所述方法包括：
[0006]a.用变性试剂来处理所述样品，所述变性试剂使所述样品中的生物聚合物变性，由此形成经变性样品，其中当归一化试剂添加到所述经变性样品中时，所述变性试剂或处理不会使所述归一化试剂的组分变性；
[0007]b.用所述归一化试剂处理所述经变性样品，其中所述归一化剂将所述经变性样品中的所述多种分析物转化为经归一化分析物物种和经归一化分析物片段物种，由此形成经归一化样品，所述物种能够通过多种色谱法模式分离并且能够通过质谱法单独鉴定；
[0008]c.用提取试剂处理所述经归一化样品并且保留所述经归一化样品中的可溶分析物物种和分析物片段物种，由此形成所提取样品；
[0009]d.使所述所提取样品经历多种色谱法模式，随后经历质谱法(MS)，借此所述所提取样品中存在的每种经归一化分析物物种和经归一化分析物片段物种的数据得以生成；以及
[0010]e.根据所述数据通过计算确定所述所提取样品中存在的所述多种分析物的存在、属性或水平。
[0011]在用于基本上同时确定所述单个样品中存在的多种分析物的存在、属性或量的方法的一些实施例中，所述多种分析物包括化学相关和化学不相关分析物。在一些实施例中，所述分析物包括蛋白质、碳水化合物、核酸、脂质、电解质、金属、代谢物、挥发性化合物、外
源性化学物质或其任何组合。在一些实施例中，所述分析物包括蛋白质、碳水化合物、核酸、脂质、电解质、金属、小分子、挥发性化合物、外源性化学物质或其任何组合。在一些实施例中，所述样品为生物样品。在一些实施例中，所述样品是全血、血浆、血清、尿液、粪便、脑脊液、唾液、汗液、唾液、细胞或组织样品。在一些实施例中，所述样品包括水性溶液、水性悬浮液或水性组织。在一些实施例中，所述样品可以在步骤(a)之前或期间均质化。在一些实施例中，所述变性试剂或处理包括一种或多种溶剂、一种或多种离液剂、热、压力、辐照、一种或多种参考标准品或其任何组合。在一些实施例中，溶剂可以是甲醇、乙醇或乙腈。在一些实施例中，溶剂是甲醇。在一些实施例中，水性样品在约等量的甲醇中均质化。在一些实施例中，所述变性试剂或处理进一步包括金属螯合剂。在一些实施例中，金属螯合剂是EDTA、EGTA或DMSA。在一些实施例中，金属螯合剂是EDTA。在一些实施例中，所述变性步骤和用所述归一化试剂处理所述经变性样品是基本上同时执行的。在一些实施例中，归一化试剂包括使样品中的生物聚合物解聚的一种或多种酶。在一些实施例中，所述归一化试剂包括胰内分解酶。在一些实施例中，所述归一化试剂包括一种或多种蛋白酶、一种或多种核酸酶、一种或多种糖苷酶、一种或多种脂酶、一种或多种螯合剂、一种或多种缓冲剂、一种或多种还原剂、一种或多种衍生剂或其任何组合。在一些实施例中，所述衍生剂是碘乙酰胺。在一些实施例中，所述归一化试剂包括胰蛋白酶。在一些实施例中，所述归一化试剂包括胰蛋白酶、核糖核酸酶A、EDTA、碳酸氢铵或淀粉酶。在一些实施例中，当所述归一化试剂包括DNA酶I时，EDTA不同时存在。在一些实施例中，所述蛋白酶是在将所述经变性样品与所述归一化试剂的其它组分一起温育的同时或之后添加到所述经变性样品中的。在一些实施例中，用归一化剂处理包括在约37℃的温度下温育0小时到约24小时。在一些实施例中，提取试剂以1:1(v/v)添加到经归一化样品中。在一些实施例中，提取试剂包括乙腈和丙酮。在一些实施例中，乙腈和所述丙酮以1:1(v/v)存在。在一些实施例中，通过离心或过滤来实现将可溶物种保留在其中。在一些实施例中，所述多种色谱法模式包括反相分离、阳离子交换分离、阴离子交换分离、离子对分离、正相分离、离子迁移率分离、尺寸排阻分离、手性分离、亲和分离、配体交换分离、极性非离子分离或其任何组合。在一些实施例中，流动相进一步包括一种或多种电离加合物。在一些实施例中，所述电离加合物选自铵、质子、钠、乙酸盐、甲酸盐、丙酸盐、磷酸盐、锝美罗酸盐(medronate)、尿素、双缩脲、三缩脲或其任何组合。在一些实施例中，质谱法数据获取包括在正离子模式和负离子模式两者下在进行动态排除的情况下通过低或高分辨率MS2数据独立性或数据依赖性获取进行的高分辨率全扫描。在一些实施例中，所述根据所述LC
‑
MS数据通过计算确定所述所提取样品中存在的所述多种分析物的存在、属性或量包括将所述经归一化分析物物种或经归一化分析物片段物种的所述LC
‑
MS数据与由已知量的已知分析物生成的那些物种的质谱法进行比较。
[0012]在一方面，提供了一种用于基本上同时确定单个生物样品中存在的多种化学相关和化学不相关分析物的存在、属性或量的方法，其中所述样品是水性样品，所述方法包括：
[0013]a.用等体积的包括甲醇的变性试剂处理样品，其中变性剂使样品中的生物聚合物变性，由此形成经变性样品，其中当归一化试剂添加到所述经变性样品中时，变性试剂或处理不会使所述归一化试剂的组分变性；
[0014]b.在37℃下用包括50mM碳酸氢铵、5mM EDTA、1:20m/m胰蛋白酶:样品蛋白，pH 7.8的所述归一化试剂处理所述经变性样品，持续4小时，其中所述归一化剂将所述经变性样品
中的所述多种分析物转化为经归一化分析物物种和经归一化分析物片段物种，由此形成经归一化样品，所述物种能够通过多种色谱法模式分离并且能够通过质谱法单独鉴定；
[0015]c.用等体积的包括乙腈:丙酮1:1的提取试剂处理所述经归一化样品，离心所述样品并且保留所述经归一化样品中的包括可溶分析物物种和分析物片段物种的上清液，由此形成所提取样品；
[0016]d.使本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于基本上同时确定单个样品中存在的多种分析物的存在、属性或量的方法，所述方法包括：a.用变性试剂或处理来处理所述样品，所述变性试剂或处理使所述样品中的生物聚合物变性，由此形成经变性样品，其中当归一化试剂添加到所述经变性样品中时，所述变性试剂或处理不会使所述归一化试剂的组分变性；b.用所述归一化试剂处理所述经变性样品，其中所述归一化剂将所述经变性样品中的所述多种分析物转化为经归一化分析物物种和经归一化分析物片段物种，由此形成经归一化样品，所述物种能够通过多种色谱法模式分离并且能够通过质谱法单独鉴定；c.用提取试剂处理所述经归一化样品并且保留所述经归一化样品中的可溶分析物物种和分析物片段物种，由此形成所提取样品；d.使所述所提取样品经历多种色谱法模式，随后经历质谱法(MS)，借此所述所提取样品中存在的每种经归一化分析物物种和经归一化分析物片段物种的数据得以生成；以及e.根据所述数据通过计算确定所述所提取样品中存在的所述多种分析物的存在、属性或量。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述分析物包括蛋白质、碳水化合物、核酸、脂质、电解质、金属、小分子、挥发性化合物、外源性化学物质或其任何组合。3.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述样品为生物样品。4.根据权利要求1所述的方法，其中所述样品在步骤(a)之前或期间均质化。5.根据权利要求1所述的方法，其中所述变性试剂或处理包括一种或多种溶剂、一种或多种离液剂、热、压力、辐照、一种或多种参考标准品或其任何组合。6.根据权利要求1所述的方法，其中所述变性试剂或处理进一步包括金属螯合剂。7.根据权利要求1所述的方法，其中所述变性步骤和用所述归一化试剂处理所述经变性样品是基本上同时执行的。8.根据权利要求1所述的方法，其中所述归一化试剂包括胰内分解酶。9.根据权利要求1所述的方法，其中所述归一化试剂包括一种或多种蛋白酶、一种或多种核酸酶、一种或多种糖苷酶、一种或多种脂酶、一种或多种螯合剂、一种或多种缓冲剂、一种或多种还原剂、一种或多种衍生剂或其任何组合。10.根据权利要求9所述的方法，其中所述归一化试剂包括胰蛋白酶、核糖核酸酶A、EDTA、碳酸氢铵或淀粉酶。11.根据权利要求9所述的方法，其中当所述归一化试剂包括DNA酶I时，EDTA不同时存在。12.根据权利要求1所述的方法，其中所述多种色谱法模式包括反相分离、阳离子交换分离、阴离子交换分离、离子对分离、正相分离、离子迁移率分离、尺寸排阻分离、手性分离、亲和分离、配体交换分离、极性非离子分离或其任何组合。13.根据权利要求12所述的方法，其中在色谱法中使用的流动相进一步包括选自以下的一种或多种电离加合物：铵、质子、钠、乙酸盐、甲酸盐、丙酸盐、磷酸盐、锝美罗酸盐(medronate)、尿素、双缩脲、三缩脲或其任何组合。14.根据权利要求1所述的方法，其中质谱法数据获取包括在正离子模式和负离子模式两者下在进行动态排除的情况下通过低或高分辨率MS2数据独立性或数据依赖性获取进行
的高分辨率全扫描。15.根据权利要求1所述的方法，其中所述根据所述数据通过计算确定所述所提取样品中存在的所述多种分析物的存在、属性或量包括将所述经归一化分析物物种或经归一化分析物片段物种的所述数据与由已知量的已知分析物生成的那些物种的质谱法进行比较。16.一种用于确定活来源的病理状况的方法，生物样品来源于所述活来源，所述方法包括：a.根据权利要求1基本上同时确定所述生物样品中存在的多种分析物的存在、属性或量；b.将所述生物样品中的所述分析物的存在、属性或量与来自未患所述病理的活来源样品的生物样品的所述分析物的存在、属性或量进行比较，其中所述病理状况能根据多种分析物的存在、属性或量的变化鉴定；以及c.确定所述活来源的所述病理状况。17.一种用于基本上同时确定单个样品中存在的多种分析物的存在、属性或量的设备，所述设备包括：a.用于使所述样品中的生物聚合物变性由此形成经变性样品的装置，其中当归一化试剂添加到所述经变性样品中时，所述变性不会使所述归一化试剂的组分变性；b.用于使所述样品归一化的装置，其中所述经变性样品中的多种分析物转化为经归一化分析物物种和经归一化分析物片段物种，所述物种能够通过多种色谱法模式分离并且能够通过质谱法单独鉴定；c.用于提取所述经归一化样品并且保留所述经归一化样品中的可溶分析物物种和分析物片段物种的装置；d.用于使所提取样品经历多种色谱法模式，随后经历质谱法，借此所述所提取样品中存在的每种经归一化分析物物种和经归一化分析物片段物种的数据得以生成的装置；以及e.用于根据所述数据通过计算确定所述所提取样品中存在的所述多种分析物的存在、属性或量的装置。18.根据权利要求17所述的设备，其中所述分析物包括蛋白质、碳水化合物、核酸、脂质、电解质、金属、小分子、挥发性化合物、外源性化学物质或其任何组合。19.根据权利要求17或18所述的设备，其中所述样品为生物样品。20.根据权利要求17所述的设备，其中在步骤(a)之前或期间提供有用于使所述样品均质化的装置。21.根据权利要求17所述的设备，其中用于使所述样品中的生物聚合物变性的装置包括使用包括以下的变性试剂或处理：一种或多种溶剂、一种或多种离液剂、热、压力、辐照、一种或多种参考标准品或其任何组合。22.根据权利要求17所述的设备，其中所述变性进一步包括金属螯合。23.根据权利要求17所述的设备，其中所述变性和归一化是基本上同时执行的。24.根据权利要求17所述的设备，其中所述归一化试剂包括胰内分解酶。25.根据权利要求17所述的设备，其中所述归一化试剂包括一种或多种蛋白酶、一种或多种核酸酶、一种或多种糖苷酶、一种或多种脂酶、一种或多种螯合剂、一种或多种缓冲剂、一种或多种还原剂、一种或多种衍生剂或其任何组合。
26.根据权利要求25所述的设备，其中所述归一化试剂包括胰蛋白酶、核糖核酸酶A、EDTA、碳酸氢铵或淀粉酶。27.根据权利要求25所述的设备，其中当所述归一化试剂包括DNA酶I时，EDTA不同时存在。28.根据权利要求25所述的设备，其中所述蛋白酶是在将所述经变性样品与所述归一化试剂的其它组分一起温育的同时或之后添加到所述经变性样品中的。29.根据权利要求17所述的设备，其中用于多种色谱法模式的所述装置包括反相分离、阳离子交换分离、阴离子交换分离、离子对分离、正相分离、离子迁移率分离、尺寸排阻分离、手性分离、亲和分离、配体交换分离、极性非离子分离或其任何组合。30.根据权利要求29所述的设备，其中在色谱法中使用的流动相进一步包括选自以下的一种或多种电离加合物：铵、质子、钠、乙酸盐、甲酸盐、丙酸盐、磷酸盐、锝美罗酸盐、尿素、双缩脲、三缩脲或其任何组合。31.根据权利要求17所述的设备，其中质谱法数据获取包括在正离子模式和负离子模式两者下在进行动态排除的情况下通过低或高分辨率MS2数据独立性或数据依赖性获取进行的高分辨率全扫描。32.根据权利要求17所述的设备，其中用于根据所述数据通过计算确定所述所提取样品中存在的所述多种分析物的存在、属性或量的所述装置包括将所述经归一化分析物物种或经归一化分析物片段物种的所述数据与由已知量的已知分析物生成的那些物种的质谱法进行比较。33.一种用于确定活来源的病状的方法，生物样品来源于所述活来源，所述方法包括：a.利用根据权利要求17所述的设备基本上同时确定所述生物样品中存在的多种分析物的存在、属性或量；b.将所述生物样品中的所述分析物的存在、属性或量与来自未患所述病理的活来源样品的生物样品的所述分析物的存在、属性或量进行比较，其中所述病理状况能根据多种分析物的存在、属性或量的变化鉴定；以及c.确定所述活来源的所述病理状况。34.一种用于基本上同时确定单个样品中存在的多种化学相关和化学不相关分析物的存在、属性或量的系统，所述系统包括：a.变性试剂或处理，所述变性试剂或处理使所述样品中的生物聚合物变性，由此形成经变性样品，其中当归一化试剂添加到所述经变性样品中时，所述变性试剂或处理不会使所述归一化试剂的组分变性；b.归一化试剂，所述归一化试剂将所述样品中的所述多种分析物转化为经归一化分析物物种或经归一化分析物片段物种，所述经归一化分析物物种或经归一化分析物片段物种能够通过混合模式液相色谱法分离并且能够通过串联质谱法单独鉴定；c.提取试剂，所述提取试剂提取可溶分析物物种和分析物片段物种；d.分离过程，所述分离过程用于保留所述样品中的所述可溶分析物物种和所述分析物片段物种，由此形成所提取样品；e.多种色谱法模式，所述多种色谱法模式解析可溶分析物物种和分析物片段物种；f.质谱法，所述质谱法生成关于单独物种的数据；以及
g.一种或多种算法，所述一种或多种算法用于根据每种经归一化分析物物种和经归一化分析物片段物种的所述数据通过计算确定所述样品中存在的所述多种分析物的存在、属性或量。35.根据权利要求34所述的系统，其中所述分析物包括蛋白质、碳水化合物、核酸、脂质、电解质、金属、小分子、挥发性化合物、外源性化学物质或其任何组合。36.根据权利要求34或35所述的系统，其中所述样品为生物样品。37.根据权利要求34所述的系统，其中所述样品在步骤(a)之前或期间均质化。38.根据权利要求34所述的系统，其中所述变性试剂或处理包括一种或多种溶剂、一种或多种离液剂、热、压力、辐照、一种或多种参考标准品或其任何组合。39.根据权利要求34所述的系统，其中所述变性试剂或处理进一步包括金属螯合剂。40.根据权利要求34所述的系统，其中所述变性步骤和用所述归一化试剂处理所述经变性样品是基本上同时执行的。41.根据权利要求34所述的系统，其中所述归一化试剂包括胰内分解酶。42.根据权利要求34所述的系统，其中所述归一化试剂包括一种或多种蛋白酶、一种或多种核酸酶、一种或多种糖苷酶、一种或多种脂酶、一种或多种螯合剂、一种或多种缓冲剂、一种或多种还原剂、一种或多种衍生剂或其任何组合。43.根据权利要求42所述的系统，其中所述归一化试剂包括胰蛋白酶、核糖核酸酶A、EDTA、碳酸氢铵或淀粉酶。44.根据权利要求42所述的系统，其中当所述归一化试剂包括DNA酶I时，EDTA不同时存在。45.根据权利要求42所述的系统，其中所述蛋白酶是在将所述经变性样品与所述归一化试剂的其它组分一起温育的同时或之后添加到所述经变性样品中的。46.根据权利要求34所述的系统，其中所述多种色谱法模式包括反相分离、阳离子交换分离、阴离子交换分离、离子对分离、正相分离、离子迁移率分离、尺寸排阻分离、手性分离、亲和分离、配体交换分离、极性非离子分离或其任何组合。47.根据权利要求46所述的系统，其中在色谱法中使用...

【专利技术属性】
技术研发人员：A，
申请(专利权)人：加利福尼亚大学董事会，
类型：发明
国别省市：