關於n維數據的離子檢測和參數估計的製作方法

2024-03-21 18:49:05

.4的因子，即40%。峰加寬能引起小峰的頂點被大峰掩蓋。例如當小峰與較大峰在時間上接近共同洗脫以及在質荷上接近重合時，這種掩蓋可能發生。補償這種共同洗脫的一種方式是減小巻積濾波器的寬度。例如，將高斯巻積濾波器的寬度減半產生僅比輸入峰要寬12%的輸出峰。但是，由於峰寬度不匹配，所以SNR相對使用GMF所實現的SNR被減小。減小的SNR的缺點由檢測接近重合峰對的增加能力的優點來抵消。GMF的另一個缺點在於，它僅具有正係數。因此，GMF保留各離子下的基線響應。正係數濾波器始終產生其頂點幅度是實際峰幅度加上底層基線響應之和的峰。這種背景基線強度可能是由於檢測器噪聲以及其它低層次峰(有時稱作化學噪聲)的組合引起的。為了獲得幅度的更精確測量，通常採用基線減去運算。這種運算通常需要檢測峰周圍的基線響應、將那些響應內插到峰中心以及從峰值減去那個響應以獲得峰強度的最佳估計的單獨算法。備選地，基線減去能通過指定具有負係數以及正係數的濾波器來實現。這類濾波器有時稱作反巻積濾波器，並且通過形狀與提取數據的二階導數的濾波器相似的濾波器係數來實現。這類濾波器能配置成產生每個檢測離子的單個局部最大響應。這類濾波器的另一個優點在於，它們提供反巻積或者解析增強的措施。因此，這類濾波器不僅保留原始數據矩陣中出現的峰的頂點，而且它們還能產生在原始數據中僅作為肩部而不是獨立頂點可見的峰的頂點。因此，反巻積濾波器能解決與共同洗脫和幹擾關聯的問題。GMF的第三個缺點在於，它一般需要大量乘法來計算輸出巻積矩陣中的各數據點。因此，使用GMF的巻積通常比使用其它濾波器的巻積在計算上代i"介更高並且更慢。如下所述，與GMF不同的濾波器指定能用於本發明的實施例。43二階導數濾波器的優點根據本發明的實施例，提取信號的二階導數的濾波器在檢測離子時極為有用。這是因為信號的二階導數是信號的曲率的量度，它是峰的最突出特性。無論在一維、二維或更多維中進行考慮，峰的頂點一般都是具有曲率的最高幅度的峰的點。肩部峰也由高曲率的區域來表示。因此，由於它們對曲率的響應性，二階導數濾波器能用於增強峰檢測以及提供關於依靠較大的幹擾峰的背景的肩部峰的存在的改進檢測。峰的頂點處的二階導數具有負值，因為峰在其頂點的曲率為最大的負。本發明的一些非限制性的說明性實施例將使用反二階導數濾波器。反二階導數濾波器是其所有係數已與-l相乘的二階導數濾波器。反二階導數濾波器的輸出在峰頂點為正。除非另加說明，本發明的一些示例中提到的所有二階導數濾波器均被理解為反二階導數濾波器。二階導數濾波器的所有圖表均為反二階導數濾波器。二階導數濾波器對常數或直線(具有零曲率)的響應為零。因此，二階導數濾波器對於峰下的基線響應具有零響應。二階導數濾波器響應峰的頂點處的曲率而不響應底層基線。因此，二階導數濾波器實際上執行基線減去。圖15示出能應用於色譜和光譜方向的任一個或兩個的示範二階導數濾波器的截面。一維的二階導數濾波器在一維情況下，二階導數濾波器相對於平滑濾波器是有利的，因為二階導數濾波器在頂點的幅度與基礎峰的幅度成比例。此外，峰的二階導數不響應基線。因此，實際上，二階導數濾波器自動執行基線減去和校正的運算。二階導數濾波器的一個缺點在於，它們能具有相對峰頂點增加噪聲的不合需要的影響。這種噪聲增加影響能通過預平滑數據或者增加二階導數濾波器的寬度來減小。例如，在本發明的一個實施例中，增加二階導數巻積濾波器的寬度。增加二階導數巻積濾波器的44寬度改進它在巻積期間平滑輸入數據矩陣中的數據的能力。用於平滑和獲得二階導數的Savitzky-Golay濾波器對於數據的單通道(光i普或色語)，用於平滑數據(即減小噪聲的影響)或者用於對數據求微分的常規方法是通過應用濾波器。在本發明的一個實施例中，通過將對應於單光譜或色譜的一維數據數組與固定值濾波器係數的集合進行巻積，對那個數據數組執行平滑或微分。例如，能用適當係數來指定眾所周知的有限脈衝響應(FIR)濾波器，以執行包括平滑和微分在內的各種運算。例如參見KARL。適當的平滑濾波器一般具有帶所有正值和單個最大值的對稱鐘形曲線。能使用的示範平滑濾波器包括具有高斯、三角形、拋物線、梯形形狀和餘弦(co-sinusoidal)形狀，它們的每個表徵為具有單個最大值的形狀。具有不對稱帶尾曲線(tailedcurve)的平滑濾波器也能用於本發明的實施例。能指定用於對數據的一維數組進行平滑或求微分的FIR濾波器的系列是眾所周知的Savitzky-Golay濾波器。例如參見A.SAVITZKY和M丄E.GOLAY的"AnalyticalChemistry"(第36巻，第1627-1639頁)，通過引用將其結合到本文中。Savitzky-Golay(SG)多項式濾波器提供由加權多項式形狀之和指定的平滑和微分濾波器的適當系列。濾波器的這個系列中的0階平滑濾波器是平頂(boxcar)濾波器。濾波器的這個系列中的二階平滑濾波器是具有單個正最大值的拋物線。濾波器的這個系列中獲得二階導數的二階濾波器是帶零平均具有單個負最大值的拋物線。對應的反二階導數SG濾波器具有正最大值。切趾Savitsky-Golay濾波器SG濾波器的改進產生在本發明中良好工作的一類平滑和二階導數濾波器。這些改進的SG濾波器稱作切趾Savitsky-Golay(ASG)濾波器。術語"切趾，，指的是通過將加權係數的數組應用於SG濾波器係數的最小二乘求導數所得到的濾波器係數。加權係數是切趾函數。對於本發明的實施例中使用的ASG濾波器，切趾函數在以下軟體代碼中是餘弦窗口(由COSINEWINDOW定義)。這個切趾函數經由加權最小二乘應用於box-car濾波器以獲得ASG平滑濾波器，以及應用於二階導數SG二次多項式以獲得ASG二階導數濾波器。boxcar濾波器和二階導數二次方程式本身是Savitzky-Golay多項式濾波器的示例。每一個SG濾波器具有對應的切趾Savitzky-Golay(ASG)濾波器。ASG濾波器提供與對應SG濾波器相同的基本濾波器功能，但具有對不希望的高頻噪聲分量的更高衰減。切趾保留SG濾波器的平滑和微分性質，同時產生更為改進的高頻截止特性。具體來說，切趾去除在濾波器邊界的SG濾波器係數的突然過渡，並用平滑過渡取代它們到零。(正是餘弦切趾函數迫使平滑過渡到零。)平滑尾部是有利的，因為它們降低因上述高頻噪聲引起的雙重計數的風險。這類ASG濾波器的示例包括餘弦平滑濾波器和餘弦切趾二階多項式Savitzky-Golay二階導悽t濾波器。在本發明的優選實施例中，將這些平滑和二階導數ASG濾波器指定應用於LC/MS數據矩陣的列和行。用於二維巻積的秩l濾波器的示例作為用於二維巻積的秩1公式的應用的一個示例，我們能選取等式(3)中的fp和gq以具有高斯圖形。所得Fpq在各行和列中具有高斯圖形。Fpq的值將接近於但不等於二維GMF的fp,q。因此，這個特定秩1公式將與GMF類似地進行，但是具有計算時間的減少。例如，在P和Q等於20的上面提供的示例中，通過使用秩l濾波器計算要求的計算負荷減少400/40=10的因子。選取fp和gq具有高斯分布以及按照等式(3)應用這些濾波器構成根據本發明的步驟2和步驟3的一個實施例。但是對於本發明的其它實施例，我們能將單獨的濾波器應用於秩l濾波器的各維。例如，在本發明的一個實施例中，fp(光語方向應用的濾波器)是平滑濾波器，而gq(色語方向應用的濾波器)是二階導數濾波器。通過這類濾波器組合，能指定不同的秩1濾波器實現，它們克服了通常與濾波關聯的問題。例如，能指定包括秩l濾波器的濾波器以解決與GMF關聯的上述問題。通過等式3所實現的上述秩1濾波器更為計算有效，因此比通過等式2所實現的GMF更快。此外，濾波器的指定組合提供能用於定量工作的線性基線校正響應。此外，濾波器的組合對色謙方向的融合的峰進行銳化或者部分反巻積。用於本發明的實施例、具有上述優點的示範秩1濾波器包括第一濾波器fp,它是餘弦ASG平滑濾波器，它的FWHM大約為對應質量峰的FWHM的70%;以及第二濾波器gq，它是ASG二階導數濾波器，它的零交叉(zerocrossing)寬度大約為對應色鐠峰的FWHM的70%。在本發明的其它實施例中，其它濾波器和濾波器的組合能用作秩l濾波器。圖16A示出用於秩1濾波器以便應用於LC/MS數據矩陣的列以形成中間矩陣的示範餘弦ASG平滑濾波器的光譜方向的截面。圖16B示出應用於所生成的中間矩陣的行的示範ASG二階導數濾波器的色語方向的截面。fp和gq的濾波器功能能夠相反。也就是說，fp能夠是二階導數濾波器，而gq能夠是平滑濾波器。這種秩1濾波器在光譜方向對肩部峰進行反巻積，並且在色鐠方向進行平滑。注意，fp和gq不應當都是二階導數濾波器。在fp和gq都是二階導數濾波器的情況中產生的秩1乘積矩陣在與離子峰進行巻積時包含不只一個、而是總共五個正的局部最大值。四個附加正頂點是從關聯這些濾波器的負瓣的乘積中產生的旁瓣。因此，濾波器的這個特定組合產生不適合所提出的方法的秩1濾波器。47下面所述的秩2公式實現在光語和色語方向都具有平滑濾波器和二階導數濾波器的性質的濾波器。表2提供使用秩1巻積濾波器的用於本發明的實施例的若干濾波器組合。tableseeoriginaldocumentpage48表2:秩1濾波器的濾波器組合各濾波器組合是步驟2的實施例，並且作為秩1濾波器的每個使用等式(3)來應用，由此實施步驟3。在本發明的其它實施例中，其它濾波器和濾波器的組合能用作秩1濾波器。作為優選實施例的用於二維巻積的秩2濾波器的示例秩2濾波器需要為二維的每個指定兩個濾波器。在本發明的一個優選實施例中，指定四個濾波器以便以計算有效的方式來解決上述與GMF關聯的問題。例如，在本發明的實施例中，第一秩1濾波器包括作為f、的光譜平滑濾波器以及作為g、的色譜二階導數濾波器。這樣一種示範平滑濾波器是餘弦濾波器，它的FWHM大約為對應質量峰的FWHM的70%。這樣一種示範二階導數濾波器是ASG二階導數濾波器，它的零交叉寬度大約為對應色i普峰的FWHM的70%。第二秩1濾波器包括作為f^的光譜二階導數濾波器以及作為g的色譜平滑濾波器。這樣一種示範二階導數濾波器是二階導數ASG濾波器，它的零交叉寬度大約為對應質量峰的FWHM的70%。這樣一種示範平滑濾波器是餘弦濾波器，它的FWHM大約為對應色i普峰的FWHM的70%。其它濾波器和濾波器組合能用於本發明的實施例。這類濾波器的截面分別如圖16C、圖16D、圖16E和圖16F所示。以上所述的秩2濾波器具有優於GMF的幾個優點。由於它是秩2濾波器，所以比GMF更為計算有效，因此運行更快。此外，由於各截面是其係數和為零的二階導數濾波器，因此，它提供能用於定量工作的線性基線校正響應，並且在色語和光語方向對融合峰進行銳化或部分反巻積。在本發明的一個優選秩2實施例中，列濾波器的每個的濾波器寬度(按照係數的數量)設置成與光i普峰寬度成比例，而行濾波器的每個的濾波器寬度(按照係數的數量)設置成與色鐠峰寬度成比例。在本發明的優選實施例中，列濾波器的寬度設置成彼此相等並且與光i普峰的FWHM成比例。例如，對於5個通道的光i普峰寬度FWHM，濾波器寬度可設置成11個點，因此平滑和二階導數光語濾波器的濾波器寬度均將設置成11個點的相同值。類似地，在優選實施例中，行濾波器的寬度設置成彼此相等並且與色譜峰的FWHM成比例。例如，對於5個通道的色鐠峰寬度FWHM，濾波器寬度能設置成11個點，因此平滑和二階導數光語濾波器的濾波器寬度均將設置成11個點的相同值。以這種方式來選取濾波器寬度產生含有包括相等維數的秩2濾波器的秩1濾波器。也就是說，如果第一秩1濾波器具有維數MxN，則第二秩1濾波器的維也具有維數MxN。應當注意，秩2濾波器無需由具有相等維數的秩1濾波器來組成，並且任何適當的秩l濾波器能相加以產生秩2濾波器。秩1濾波器被相加以構成秩2濾波器，因此在相加之前，在相對意義上必須對濾波器進行歸一化。在優選實施例中，第一秩l濾波器在光譜方向是平滑濾波器而在色鐠方向是二階導數濾波器。如果這個濾波器比第二秩1濾波器更多地被加權，則組合濾波器更強調光譜方向的平滑以及色譜方向的峰的反巻積和基線減去。因此，兩個秩1濾波器的相對歸一化確定色i普、光譜方向的平滑和微分的相對重點。例如，考慮兩個秩l濾波器(ii)C/乂2(12)其中，等式(ll)是第一秩1濾波器，而等式(12)是第二秩i濾波器。在本發明的一個優選實施例中，每個秩i濾波器經過歸一化，使得它的係數的平方之和等於一。這種歸一化為光i普和色i普方向的平滑和微分提供相等加權。也就是說，對於各具有MxN維的秩l濾波器通過將適當的比例因子應用於相應秩1矩陣的係數，能將該優選實施例的平滑濾波器和二階導數濾波器進行歸一化以滿足這個標準。此外，在該優選實施例中，每個秩1濾波器的行維數是相同的，並且每個秩l濾波器的列維數是相同的。因此，能按照下式將係數相加以獲得秩2巻積濾波器的點源^(13)從等式(13)能看到，需要兩個秩1濾波器的相對歸一化來確定二維巻積濾波器Fp,q。二維巻積濾波器的優選實施例的濾波器係數針對圖17A-K來描述示範秩2濾波器。這個濾波器是能用於檢測離子、減去基線響應、部分解析融合峰並且以高計算效率來執行的步驟2和步驟3的一個實施例。具體來說，這個秩2濾波器可用於檢測肩部峰。根據本發明的實施例的秩2濾波器能包括色譜和光譜方向的二階導數濾波器。由於二階導數濾波器對曲率的響應性質，這種秩2濾波器能檢測肩部峰，其中肩部峰的頂點在數據中可能不明顯。假定秩2濾波器包括測量曲率的二階導數濾波器，則在數據中不是直接看到的第二峰的頂點能作為輸出巻積矩陣中的獨立頂點來檢測。圖17A是能在LC/MS數據中生成的仿真峰的圖形表示，其中水平軸表示所示的掃描的時間和m/z通道，而垂直軸表示強度。圖17B示出根據本發明的一個優選實施例、與秩2濾波器對應的巻積濾波器矩陣。在這種仿真中，所有離子的光鐠和色語峰寬度為8個點FWHM。所有四個濾波器的濾波器係數的數量為15個點。圖17C示出具有相等質量並且接近但不是完全相同地在時間上重合的兩個LC/MS峰的仿真。圖17D示出峰的截面在質量上是純峰，而圖17E示出峰的截面在時間上展示肩部1704。圖17F至圖17H示出仿真計數(散粒噪聲)對於包括圖17D-17E所示的肩部峰的各取樣元素的影響。圖17G和圖17H示出因增加的計數噪聲而產生的截面。在圖17G和圖17H中能看到，作為計數噪聲的結果而生成許多局部最大值。因此能看到，即使只有兩個離子存在，計數噪聲也能產生多個可能引起假陽性離子檢測的偽局部最大值。圖17I-K示出將秩2濾波器與仿真數據進行巻積的結果。所得輸出巻積矩陣(由圖171的等高線圖表示)包括兩個不同的峰1702和1706。峰1702是與兩個離子中更強的離子關聯的峰，而峰1706是不太強的肩部離子的峰。圖17J是光譜(質荷比)方向的輸出巻積矩陣的截面。圖17K是色諳(時間)方向的輸出巻積矩陣的截面。通過查看圖17I-K所觀察到的是本發明的基於秩2濾波器的實施例減小計數噪聲的影響並且對肩部峰進行反巻積以產生多個局部最大值。各局部最大值與離子關聯。因此，本發明的這個實施例還減小假陽性率。離子參數m/z、保留時間和強度通過如上所述分析所檢測的局部最大值來獲得。任何濾波器在產生單個局部最大值時均能被使用以上所述的濾波器和巻積方法能用於檢測LC/MS數據矩陣中的離子。能選取濾波器係數的其它集合作為步驟2的實施例。51輸入信號是LC/MS數據矩陣中具有唯一最大值的峰，因此步驟2的巻積濾波器必須在經過巻積過程後如實地保持那個唯一的正最大值。巻積濾波器作為步驟2的一個實施例必須滿足的一般要求如下所述巻積濾波器必須具有在與具有唯一最大值的輸入進行巻積時產生唯一最大值的輸出。對於具有鐘形響應的離子，通過其截面全部是鐘形、具有單個正最大值的任何巻積濾波器來滿足這個條件。這類濾波器的示例包括反拋物線濾波器、三角形濾波器和餘弦濾波器。具體來說，具有唯一正值頂點的性質的任何巻積濾波器使那個濾波器成為用於本發明的實施例的適當候選。濾波器係數的等高線圖能用於檢查局部最大值的數量和位置。通過濾波器的所有行、列和對角線截面必須具有單個正局部最大值。許多濾波器形狀滿足這個條件，因此能用於本發明的實施例。能使用Boxcar，因為它產生單個局部最大值可接受的另一個濾波器形狀是具有常數值的濾波器(即boxcar濾波器)。這是因為峰與boxcar濾波器的巻積產生具有單個最大值的輸出。boxcar濾波器在本發明的實施例中有利的一個眾所周知的特性在於，這種形狀對於給定數量的濾波器點產生最小變化。boxcar濾波器的另一個優點在於，一般來說，它們能釆用比具有其它形狀的濾波器、如高斯或餘弦濾波器更少的乘法來實現。boxcar的維數應當匹配光鐠和色i普方向的峰的廣度。如果boxcar太小，則不會對關聯峰的所有計數求和。如果boxcar太大，則可能包括來自其它相鄰峰的計數。但是，boxcar濾波器對於本發明可應用的一些應用也具有明顯的缺點。例如，boxcar濾波器的傳遞函數表明它們傳遞高頻噪聲。這種噪聲能增加對低幅度信號(低SNR)的峰進行雙重計數的風險，這在本發明的一些應用中可能是不希望的。因此，與boxcar形狀不同的濾波器形狀一般在本發明的應用中是優選的。二階導數濾波器能產生單個局部最大值具有在與具有唯一最大值的輸入進行巻積時產生唯一最大值的輸出的另一個適當類別的巻積濾波器是具有單個正局部最大值、但具有負旁瓣的濾波器。這類濾波器的示例包括響應曲率的二階導數濾波器。適當的二階導數濾波器能通過從平滑濾波器減去平均值來指定。雖然這類濾波器能從boxcar、三角形和梯形形狀的組合來組裝，但是對數據求微分的濾波器的最常見指定是Savitzky-Golay多項式濾波器。高斯噪聲和泊松噪聲當噪聲具有高斯統計時，高斯匹配濾波器是最佳濾波器。來自計數檢測器的噪聲具有泊松統計。在泊松噪聲的情況下，boxcar濾波器可以是用於檢測的最佳濾波器，因為boxcar只對關聯峰的所有計數求和。但是，對於GMF所述的限制中的許多仍然適用於boxcar濾波器，即使在泊松噪聲的情況下。Boxcar濾波器無法減去基線噪聲，並且無法解析幹擾和共同洗脫峰。另外，boxcar濾波器的傳遞函數可允許對峰頂點的雙重計數。優選實施例的秩2濾波器是高斯噪聲和泊松噪聲的兩種情況的SNR的折衷。這個秩2濾波器具有基線減去和部分解析重疊峰的優點。峰寬度在確定濾波器係數中的作用在本發明的實施例中，選取要與輸入矩陣D進行巻積的巻積濾波器F的係數以對應於與離子對應的峰的典型形狀和寬度。例如，濾波器F的中心行的截面匹配色鐠峰形狀；濾波器F的中心列的截面匹配光譜峰形狀。應當注意，雖然巻積濾波器的寬度能與峰的FWHM匹配(在時間以及在質荷上)，但是不要求這種寬度匹配。離子強度的解釋和濾波器係數的縮放在本發明中，強度測量估計是局部最大值處的濾波器輸出的響應。與LC/MS數據矩陣進行巻積的濾波器係數的集合確定強53度的縮放。濾波器係數的不同集合產生不同的強度縮放，因此本發明的強度的這種估計不一定準確對應於峰面積或峰高度。但是，強度測量與峰面積或者與峰高度成比例，因為巻積運算是強度測量的線性組合。因此，局部最大值處的濾波器輸出的響應與產生離子的樣本中的分子的濃度成比例。局部最大值處的濾波器輸出的響應則能以與離子的響應的峰的高度面積相同的方式用於樣本中的分子的定量測量。假設濾波器的一致集合用於確定標準、校準器和樣本的強度，則所得強度測量產生精確的可定量的結果，而與強度縮放無關。例如，本發明的實施例所生成的強度能用於建立濃度校準曲線，它隨後能用於確定分析物的濃度。不對稱峰形狀上述示例假定光語和色i普方向的離子的峰形狀為高斯，因此是對稱的。一般來說，峰形狀不是對稱的。不對稱峰形狀的一個常見示例是帶尾高斯、與階躍指數(step-exponential)進行巻積的高斯的形狀。這裡所述的方法仍然適用於不對稱的峰形狀。在對稱濾波器應用於不對稱峰的情況下，輸出巻積矩陣中的頂點的位置一般不會準確對應於不對稱峰的頂點位置。但是，源自峰不對稱的任何偏移(在色譜或者光譜方向)將有效地為常數偏移。這種偏移易於通過常規質量光語校準以及通過使用內部標準的保留時間校準進行校正。根據匹配濾波器定理，不對稱峰的檢測的最佳形狀將是不對稱峰形狀本身。但是，假設對稱濾波器的寬度匹配不對稱峰的寬度，則對於本發明，對稱濾波器與匹配的不對稱濾波器之間的檢測效率的差異將為最小。改變濾波器係數以便內插和偏移數據係數修改的另一個用途是提供內插以說明因質量光語儀的校準引起的小變化。這種係數修改能逐個光語發生。例如，如果質量校準的變化引起通道的0.3的分數的偏移，則能得出列濾波器(平沒有這種質量偏移的情況下的輸出。這樣，能進行實時質量校正。所得濾波器通常是略微不對稱的。動態濾波濾波器特性、如濾波器寬度縮放能響應LC分離或MS掃描的已知變化特性而改變。例如，在TOF質量光語儀中，峰寬度(FWHM)已知為在每次掃描的過程中從低值(例如0.010amu)改變成更寬的值(例如0.130amu)。在本發明的一個優選實施例中，平滑和微分濾波器的係數的數量設置成等於光語峰的FWHM的大約兩倍。當MS掃描例如從低到高質量進行時，該優選實施例所採用的平滑以及二階導數列濾波器的濾波器寬度能相應地擴展，以便保留濾波器寬度與峰寬度之間的關係。類似地，如果色譜峰的寬度已知為在分離期間改變，則行濾波器的寬度能擴展或縮短，以便保留濾波器寬度與峰寬度之間的關係。秩1和秩2濾波器的實時實施例在常規LC/MS系統中，當分離進行時獲取光譜。通常以恆定取樣率(例如以每秒一次的速率)將光譜寫入計算機存儲器。在採集一個或多個完整光i普之後，將它們寫入更永久的存儲裝置，如硬碟存儲器。這種採集後處理也能在本發明的實施例中執行。因此，在本發明的一個實施例中，僅在獲取完成之後才生成巻積矩陣。在本發明的這種實施例中，原始數據和巻積矩陣本身作為從分析所檢測局部最大值得到的離子參數列表被存儲。另夕卜，使用秩1和秩2濾波器的本發明的實施例能配置成實時運算。在本發明的實時實施例中，在獲取數據的同時，獲得巻積矩陣的列。因此，初始列(與光鐠對應)能被獲得、分析，並且在所有光語的獲取完成之前使其離子參數被寫入磁碟。本發明的這個實時實施例基本上分析計算機存儲器中的數據，僅將離子參數列表寫入永久硬碟驅動器。在這個上下文中，實時表示在獲取數據時對計算機存儲器中的光i普執行秩1和秩2濾55波。因此，在分離開始時在寫入磁碟的光語中檢測由LC/MS所檢測的離子，並且在分離進行時還將離子參數列表中包含與這些離子關聯的參數的部分寫入磁碟。通常存在與開始實時處理關聯的時間延遲。包含在時間t和寬度△t的色語峰中洗脫的離子的光語在被採集後馬上能被處理。實時處理通常在時間t+3At、即在最初採集3個光i普之後開始。然後，將通過分析這個色語峰所確定的離子參數附加於被創建並存儲在永久存儲裝置(如計算積J茲盤)中的離子參數列表。實時處理按照上述技術進行。實時處理的優點包括(1)快速獲取離子參數列表；(2)根據離子參數列表中的信息來觸發實時處理。這類實時處理包括餾分收集和停流技術，以便存儲洗脫液供分析。這樣一種示範停流技術在核磁共振(NMR)光i普檢測器中捕捉洗脫液。圖18是示出才艮據本發明的一個優選實施例、用於實時處理的方法的流程圖1800。該方法能通過例如基於DSP的設計等的硬體或者通過例如上述DAS等的軟體來運行。本領域的技術人員清楚地知道如何根據以下描述來配置這種硬體或軟體。為了便於描述，將該方法描述為好像由DAS運行軟體執行。圖19示出光鐠緩沖器1902、色語緩衝器1906和頂點緩衝器1910以及如何操縱它們執行執行流程圖1800中所示的方法。在步驟1802，DAS通過接收下一個光i普元素來開始該方法。在圖19,這些光譜元素表示為S1、S2、S3、S4和S5，並且分別對應於在時間T1、T2、T3、T4和T5所接收的光語元素。在步驟1804，DAS確定所接收光譜元素是否為0。如果所接收光譜元素為0，則在步驟1802，DAS通過接收下一個光譜元素繼續進^f亍該方法。如果光譜元素不為零，則其強度用來縮放光i普濾波器1904的係數。在圖19所示的示例中，光譜濾波器1904是具有濾波器係數F1、F2和F3的3元素濾波器。縮放能通過將各濾波器係數與所接收光語元素的強度相乘來實現。在步驟1808，將經縮放的光譜濾波器係數加到光譜緩沖器。光譜緩衝器是數組。光鐠緩衝器中的元素的數量等於各光譜中的元素的數量。為了執行求和，對齊濾波器1904使得光譜緩衝器中與所接收光譜元素對應的元素與濾波器1904的中心對齊。因此，在時間T1，當接收到光i普元素Sl時，濾波器1904的中心F2與光傳緩衝器元素1902a對齊；在時間T2,當接收到光語元素S2時，濾波器1904的中心F2與光鐠緩沖器元素1902b對齊，依此類推。這些步驟如圖19所示，其中，對於時間T1、T2、T3、T4和T5示出濾波器係數F1、F2和F3的縮放以及加到光語緩衝器1902，時間T1、T2、T3、T4和T5在本例中是接收足夠的光謙元素以填充光i普緩衝器1902所需的時間。所得比例和也在圖19的光譜li衝器元素中示出。在步驟1810,DAS確定光語緩沖器是否已滿，即，所接收和處理的光譜元素的數量是否與光語濾波器中的元素的數量相同。如果不是，則在步驟1802,DAS通過等待下一個光i普元素繼續進行該方法。如果光i普緩衝器已滿，則在步驟1812,DAS繼續進行該方法。在步驟1812,DAS將新的光譜移動到色譜緩衝器1906。色譜緩衝器1906包含N個光譜，其中N是色譜緩衝器中的係數的數量。在本例中，N為3。色鐠緩衝器1906配置為先進後出(FILO)緩衝器。因此，當添加新的光語時，丟掉最早的光語。在步驟1812添加新的光譜時，丟棄最早的光鐠。在步驟1814，DAS將色譜濾波器1907應用於色譜緩衝器1906的各行。在應用濾波器之後，中心列1908對應於輸出巻積矩陣的單列巻積光譜。在步驟1816,DAS將該巻積光語傳輸到頂點緩沖器1910。在本發明的一個實施例中，頂點緩衝器1910為三個光譜寬，即，頂點緩衝器1910包括三個列光譜。光譜列的每個優選地具有完整光謙的長度。頂點緩衝器1910是FILO緩衝器。因此，當來自色i普緩衝器1906的新列在步驟1816附加到頂點緩衝器1910時，丟棄最早的列光i普。下面所述的峰4企測算法能對頂點緩沖器1910的中心列1912來執行。中心列1912用於通過使用最靠近的相鄰值提供峰和離子參數的更準確的分析。峰的分析允許DAS在步驟1820提取離子參數(例如保留時間、m/z和強度)以存儲在離子參數列表中。此外，光譜峰寬度信息也能通過沿列檢查與局部最大值相鄰的點來獲得。頂點緩沖器1910還能擴大超過3個光i普寬度。例如，為了測量色語峰寬度，將需要將頂點緩衝器擴大到包括至少等於色謙峰的FWHM的數量的光謙，例如色語峰的FWHM的兩倍。在本發明的實時實施例中，無需記錄原始光譜。^f義記錄已濾波光語。因此，降低了本發明的實時實施例的大容量存儲要求。但是，一般來說，對於本發明的實時實施例要求附加的存儲存儲器、如RAM。對於本發明的基於秩1濾波器的實時實施例，僅需要單個光譜緩衝器。對於本發明的基於秩2濾波器的實時實施例，需要兩個光鐠緩衝器，一個用於平滑，而一個用於二階導數光i普濾波器。步驟4:峰檢測離子的存在產生具有輸出巻積矩陣中的強度的局部最大值的峰。本發明的實施例的檢測過程檢測這類峰。在本發明的一個實施例中，檢測過程將其最大強度滿足檢測閾值的那些峰識別為與離子對應的峰。本文所使用的"滿足檢測閾值"被定義為滿足超過檢測閾值的任何標準。例如，標準可能滿足檢測閾值或者滿足或超過;f企測閾值。另外，在本發明的一些實施例中，標準可降到低於檢測閾值或者滿足或降到低於檢測閾值。輸出巻積矩陣中的強度的各局部最大值是與離子對應的峰的候選。如上所述，在沒有檢測器噪聲的情況下，每一個局部最大值將被認為與離子對應。但是，在存在噪聲的情況下，一些局部最58大值(特別是低幅度局部最大值)只是因噪聲而引起的，而沒有表示與所檢測離子對應的真正峰。因此，重要的是設置檢測閾值，使得滿足檢測閾值的局部最大值是因噪聲而引起的可能性非常小。各離子產生輸出巻積矩陣中的強度的唯一頂點或最大值。輸出巻積矩陣中的這些唯一最大值的特性提供與樣本中存在的離子的數量和性質有關的信息。這些特性包括峰的位置、寬度和其它性質。在本發明的一個實施例中，識別輸出巻積矩陣中的所有局部最大值。後續處理消除確定為不與離子關聯的那些局部最大值。根據本發明的實施例，僅在局部最大值滿足檢測閾值時，強度的局部最大值才被認為與檢測的離子對應。檢測閾值本身也是強度，強度的局部最大值與其進行比較。檢測閾值能通過主觀或客觀方式來獲得。實際上，檢測閾值將真實峰的分布分為兩類滿足檢測閾值的峰以及不滿足檢測閾值的真實峰。忽略不滿足檢測閾值的峰。因此，忽略不滿足檢測閾值的真實峰。這類忽略的真實峰稱作4艮陰性。閾值還將噪聲峰的分布分為兩類滿足檢測閾值的峰以及不滿足檢測閾值的噪聲峰。滿足檢測閾值的任何噪聲峰被認為是離子。被認為是離子的噪聲峰稱作假陽性。在本發明的實施例中，檢測閾值通常設置成實現通常4艮低的期望的假陽性率。也就是說，檢測閾值設置成使得噪聲峰在給定實驗中將滿足檢測閾值的概率是不太可能的。為了獲得較低的假陽性率，檢測閾值設置成較高值。將檢測閾值設置成較高值以降低假陽性率具有提高假陰性率、即不會檢測與離子對應的低幅度真實峰的概率的不合需要的效果。因此，設置檢測閾值時記住這些竟爭因素。檢測閾值能主觀或客觀地確定。無論是主觀還是客觀的任何閾值方法的目標是確定用於編輯離子列表的檢測閾值。其強度不滿足檢測閾值的所有峰均被認為是噪聲。這些"噪聲"峰被拋棄而不包含在進一步分析中。用於設置檢測閾值的主觀方法是繪製接近所觀測噪聲的最大值的線條。滿足檢測閾值的任何局部最大值被認為是與離子對應的峰。而不滿;u企測閾值的任何局部最大值^皮認為是噪聲。雖然能使用用於確定闊值的主觀方法，但是客觀技術是優選的。根據本發明的實施例、用於選擇4企測閾值的一種客觀方法使用輸出巻積矩陣數據的柱狀圖。圖20是根據本發明的一個實施例、用於客觀確定檢測閾值的方法的流程圖。該方法又如圖7中以圖形方式所示。該方法按照以下步驟進行步驟2002:以升序將輸出巻積矩陣中存在的所有正局部最大值的強度分類步驟2004:將輸出巻積數據矩陣中的強度數據的標準偏差確定為在列表中的35.1百分點處的強度。步驟2006:根據標準偏差的倍數來確定檢測閾值。步驟2008:使用滿足檢測閾值的峰來生成編輯的離子列表或離子參數列表。當局部最大值的大多數因高斯噪聲而引起時，上述方法適用。例如，如果存在1000個強度，則步驟2004將確定第351個強度表示高斯標準偏差。如果最大強度的分布僅因高斯噪聲過程而引起，則其值超過第351個強度的局部最大值將以高斯噪聲分布所預測的頻率出現。檢測閾值則是第351個強度的倍數。作為一個示例，考慮兩個4&測閾值。一個對應於2個標準偏差。一個對應於4個標準偏差。2偏差閾值產生極少假陰性，但產生大量假陽性。根據高斯噪聲分布的性質，2標準偏差閾值表示大約5%的峰將被錯誤地識別為離子。4偏差閾值產生更多假陰性，但產生明顯更少的假陽性。根據高斯噪聲分布的性質，4標準偏差閾值表示大約0.01%的峰將被錯誤地識別為離子。在記錄強度的每個區間的強度的數量的情況下，不是將所有局部最大值的強度的列表進行分類，而是能使用柱狀圖顯示。通過選擇一系列均勻間隔的強度值，其中每對值定義一個區間，並且對落入每格中的最大強度的數量進行計數，來獲得柱狀圖。柱狀圖是每格的強度的數量相對於定義每格的平均強度值。柱狀圖提供用於確定強度分布的標準偏差的圖形方法。經驗方法的變種使用巻積輸出噪聲的標準偏差cj與輸入噪聲的標準偏差(7。之間的關係來設置檢測閾值。根據上述濾波器分析，這種關係可表示為假定輸入噪聲是不相關高斯偏差。輸入噪聲cj。能從輸入LCL/MS數據矩陣作為背景噪聲的標準偏差來測量。僅包含背景噪聲的LC/MS的區域能從空白注入來獲得，也就是說，LC/MS數據在沒有注入樣本的分離獲得。因此，輸出的標準偏差能夠僅使用濾波器係數和測量背景噪聲CT。的值來推斷，檢測閾值則能根據得出的輸出噪聲標準偏差a來設置。步驟5:峰參數提取在識別作為與離子對應的峰的那些局部最大值之後，估計各峰的參數。在本發明的一個實施例中，被估計的參數是保留時間、質荷比和強度。也能估計例如色鐠峰寬度(FWHM)和質荷峰寬度(FWHM)等的其它參數。每個已識別離子的參數從輸出巻積矩陣中的所檢測的峰的局部最大值的特性來獲得。在本發明的一個實施例中，這些參數確定如下(l)離子的保留時間是包含(已濾波)最大元素的(已濾波)掃描的時間；(2)離子的m/z是包含(已濾波)最大元素的(已濾波)通道的m/z;(3)離子的強度是(已濾波)最大元素本身的強度。能通過測量跨越峰的最接近零交叉點的位置之間的距離或者通過測量跨越峰的最接近最小值之間的距離來確定光鐠或色語方向的峰的寬度。這類峰寬度能用於確認峰從其相鄰峰被解析。能通過考慮峰寬度來收集其它信息。例如，峰寬度的非預期的大值可能指明重合峰。因此，零交叉或局部最小值的位置能用作估計幹擾重合的影響或者修改離子參數列表中存儲的參數值的輸入。通過分析峰所確定的參數能夠通過考慮相鄰元素來進一步優化。由於巻積矩陣的元素表示數據的數字樣本，因此，色語(時間)維的峰的真實頂點可能沒有與取樣時間準確重合，並且光i普(質荷比)維的峰的真實頂點可能沒有與質荷比通道準確重合。因此，時間和質荷比維的信號的實際最大值與可用取樣值偏移取樣周期或者質荷比通道區間的分數。能根據具有與峰對應的局部最大值的元素周圍的矩陣元素的值，使用內插(如曲線擬合技術)來估計這些分數偏移。例如，用於在二維上下文中估計相對於包含與離子只於應的局部最大值的輸出巻積矩陣的元素的真實頂點的分數偏移的技術是對包含局部最大值的數據矩陣的元素及其最接近相鄰元素擬合二維形狀。在本發明的實施例中，使用二維拋物線形狀，因為它是對其頂點附近的巻積峰的形狀的良好近似。例如，能對包含峰及其8個最接近相鄰元素的九元素矩陣擬合拋物線形狀。在本發明的範圍和^r神之內，其它擬合能用於這種內插。使用拋物線擬合，計算峰頂點的內插值，從其中確定離子參數。與通過讀取掃描時間和光語通道的值所得到的相比，內插值提供保留時間、m/z和強度的更精確的估計。最大值處的拋物線的值及其與那個最大值對應的內插時間和m/z值是離子強度、保留時間和m/z的估計。二維拋物線擬合的最大值的行方向的內插位置是保留時間的最佳估計。二維拋物線擬合的最大值的列方向的內插位置給出質荷比的最佳估計。頂點在基線上方的內插高度給出離子強度或濃度的最佳估計(由濾波器因子縮》丈)。本發明的實施例還能配置成從中間巻積矩陣的結果中提取峰參數。例如，以上所述用於定位與檢測的離子對應的單個峰的方法還能用於定位矩陣的各行或列中的峰。這些峰可用於存儲在已知時間或質量值處的光譜或色語。例如，對於來自以上所述的中間巻積矩陣的各行和列能夠獲得從二階導數濾波器獲得的光i普或色譜。也能夠對於局部最大值來檢查這些中間結果。這些最大值有效地是色譜和光語的平滑形式。局部最大值能夠被提取和保存，從而給出關於在特定時間或時間範圍的樣本的光語內容或者在典型質量或質量範圍的色譜內容的其它細節。測量誤差由於本發明的實施例所產生的各離子參數測量是估計，所以存在與每個這種測量關聯的測量誤差。能在統計上估計這些關聯:測量誤差。兩個不同的因素構成測量誤差。一個因素是系統或4交準誤差。例如，如果質量光i普儀m/z軸沒有完全校準，則任何給定m/z值均包含偏移。系統誤差通常保持恆定。例如，校準誤差在整個m/z範圍基本上保持恆定。這種誤差與特定離子的幅度或信噪比無關。類似地，在質荷比的情況下，誤差與光鐠方向的峰寬度無關。構成測量誤差的第二個因素是與各測量關聯的不可約的統計誤差。這個誤差因熱或散粒噪聲相關影響而產生。關於給定離子的這個誤差的幅度或變化取決於離子的峰寬度和強度。統計誤差測量再現性，因此與校準誤差無關。關於統計誤差的另一術語是並奇度。與各測量關聯的統計誤差原則上能從進行測量的4義器的基本操作參數來估計。例如，在質量光語儀中，這些操作參數通常包括與微通道計數板(MCP)的效率耦合的儀器的傳輸效率和離子化。這些操作參數共同確定與離子關聯的計數。計數確定與使用質量光語儀的任何測量關聯的統計誤差。例如，與上述測量關聯的統計誤差通常遵循泊松分布。各誤差的數值能經由誤差傳播理論從計數統計得63出。例々口參見P.R.Bevington的"DataReductionandErrorAnalysisforthePhysicalSicences",第58-64頁(McGraw-Hill,1969年)。—般來說，統計誤差也能直接從數據中推斷。直接從數據中推斷統計誤差的一種方式是調查測量的再現性。例如，相同混合物的重複注入能建立關於相同分子的m/z值的統計再現性。注入之間的m/z值的差可能因統計誤差而引起。在與保留時間測量關聯的誤差的情況下，統計再現性更難以實現，因為從重複注入產生的系統誤差傾向於掩蓋統計誤差。克服這個難題的一種技術是檢查從共同母體分子所產生的不同m/z值的離子。源自共同分子的離子預計具有相同的固有保留時間。因此，源自共同母體的分子的保留時間的測量之間的任何差異可能因統計誤差而引起，這些統計誤差與關聯峰的性質的測量的基本檢測器噪聲關聯。使用本發明的一個實施例所進行和存儲的各測量能伴有其關聯的統計和系統誤差的估計。雖然這些誤差應用於每個所檢測離子的參數估計，但是它們的值能通過分析離子集合來統一推斷。在適當的誤差分析之後，與所檢測離子的各測量關聯的誤差能包含在與所檢測離子測量對應的表的各行中。在本發明的這種實施例中，表的各行能具有與各離子關聯的十五個測量。這些測量是與行對應的所檯r測離子的五個測量及其關聯的統計和系統誤差，它們是保留時間、質荷比、強度、光鐠FWHM和色i普FWHM。如上所述，保留時間和m/z中的測量誤差的統計分量(或精度)取決於相應峰寬度和強度。對於具有高SNR的峰，精度能實質上小於相應峰寬度的FWHM。例如，對於具有20毫amu的FWHM和高SNR的峰，精度能小於l毫amu。對於剛剛高於噪聲可檢測的峰，精度能夠是20毫amu。為了便於論述統計誤差，FWHM認為是巻積之前的LC/MS色譜中的峰的FWHM。精度與峰寬度成正比而與峰幅度成反比。一般來說，精度、峰寬度和峰幅度之間的關係能表示為:在這種關係中，am是m/z的測量的精度(表示為標準誤差)，Wm是峰的寬度(以FWHM的毫amu表示)，hp是峰的強度(表示為濾波後信噪比)，以及k是大約為一(unity)的無量綱常數。k的準確值取決於所使用的濾波方法。這個表達式表明C7m小於wm。因此，本發明允許以小於原始LC/MS數據中測量的m/z峰寬度的FWHM的精度進行對檢測的離子的m/z的估計。對於保留時間的測量應用相似的考慮因素。能測量峰的保留時間的精度取決於峰寬度和信號強度的組合。如果峰的FWHM最大值為0.5分鐘，則保留時間能測量到0.05分鐘(3秒)的由標準誤差所描述的精度。使用本發明，能夠以小於原始LC/MS數據中測量的保留時間峰寬度的FWHM的精度進行對所;險測離子的保留時間的估計。步驟6:存儲提取的參數如上所述，本發明的實施例的一個輸出是與所檢測離子對應的參數的表或列表。這個離子參數表或列表具有與每個所檢測離子對應的行，其中各行包括一個或多個離子參數以及必要時包含其關聯誤差參數。在本發明的一個實施例中，離子參數表中的各行具有三個這種參數保留時間、質荷比和強度。對於列表中所表示的每個所檢測離子能存儲其它離子參數及關聯誤差。例如，通過在色譜和/或光譜方向的其FWHM或零交叉寬度所測量的所檢測離子的峰寬度也能夠被確定和存儲。當採用二階導數濾波器來執行濾波時，零交叉寬度可適用。二階導數的零值出現在峰的上坡和下坡側的峰的拐點處。對於高斯峰圖形，拐點出現在與峰頂點的+/1標準偏差距離處。因此，通過拐點所測量的寬度對應於峰的2標準偏差寬度。因此，零交叉寬度是65與大約2個標準偏差對應的峰寬度的高度無關量度。在本發明的一個實施例中，表中的行數對應於所檢測離子的數量。本發明還提供數據壓縮有益效果。這是因為存儲離子參數表中包含的信息所需的計算機存儲器明顯小於存儲最初生成的原始LC/MS數據所需的存儲器。例如，包含3600個光譜(例如在一小時每秒採集一次的光譜)、其中各光鐠中具有400000個解析元素(例如20000:1MS解析度，從50至2000amu)的典型注入需要超過存儲器的數千兆字節來存儲強度的LC/MS數據矩陣。在一個複雜示例中，使用本發明的實施例，能檢測大約100000個離子。這些所檢測離子通過具有100000行的表來表示，其中各行包括與所檢測離子對應的離子參數。存儲每個所檢測離子的期望的參數所需的計算機存儲量通常小於100兆字節。這個存儲量代表存儲最初生成數據所需的存儲器的一小部分。離子參數表中存儲的離子參數數據能被訪問和提取以便進一步處理。用於存儲數據的其它方法能用於本發明的實施例中。如果這種分析使用離子參數列表而不是最初產生的LC/MS數據來執行，則不僅存儲要求顯著降低，而且後處理LC/MS數據的計算效率也明顯提高。這是因為需要處理的數據點的數量的顯著減小。步驟7:簡化光鐠和色譜能諮詢所得離子列表或表以形成新穎和有用的光譜。例如，如上所述，根據保留時間的增強估計從表中選擇離子產生極大降低複雜度的光語。備選地，根據m/z值的增強估計從表中選擇離子產生極大降低複雜度的色語。例如，下面更詳細地進行描述，保留時間窗口能用來排除與受關注種類不相關的離子。保留時間選擇的光譜簡化了在光語中引入多個離子的分子種類(例如蛋白質、肽及其碎裂產物)的質量光i普的解釋。類似地，能定義m/z窗口以區分具有相同或相似m/z值的離子。使用保留窗口的概念，能獲得來自LC/MS色語的簡化光譜。能選取窗口的寬度不大於色譜峰的FWHM。在一些情況下，選擇更小的窗口，例如峰的FWHM的十分之一。通過選擇一般與受關注峰的頂點關聯的特定保留時間，然後選取與所選取的特定保留時間有關的值的範圍，來定義保留時間窗口。例如，能選擇具有最高強度值的離子，並記錄保留時間。在記錄的保留時間周圍選擇保留時間窗口。然後檢查離子參數表中存儲的保留時間。只有具有屬於保留時間窗口的保留時間的那些離子才被選擇用於包含在光語中。對於具有30秒的FWHM的峰，保留時間窗口的有用值能夠大到+/-15秒或者小到+/-1.5秒。能指定保留時間窗口以選擇接近同時洗脫並且因此是用於進行相關的候選的離子。這種保留時間窗口排除不相關分子。因此，使用保留窗口從峰列表中得到的光語僅包含與受關注種類對應的離子，由此極大地簡化了所產生的光i普。這是對於常規技術所產生的通常包含與受關注種類不相關的離子的光鐠的重大改進。使用離子參數表還提供用於分析色鐠峰純度的技術。峰純度指的是峰是因單個離子還是因共同洗脫離子的結果而引起的。例如，通過參考本發明的實施例生成的離子參數列表，分析人員能確定多少化合物或離子在受關注主要峰的時間內洗脫。參照圖21來描述一種用於提供峰純度的測量或度量的方法。在步驟2102,選取保留時間窗口。保留時間窗口對應於與受關注離子對應的峰的升高和降落。在步驟2104，諮詢離子參數表以便識別在所選取的保留時間窗口中洗脫的所有離子。在步驟2106,對所識別離子(包括受關注離子)的強度求和。在步驟2108,計算峰純度度量。峰純度度量能通過許多方式來定義。在本發明的一個實施例中，峰純度度量定義為純度=100*(受關注峰的強度)/(保留窗口中的所有峰的強度之和)。備選地，在本發明的另一個實施例中，峰純度定義為純度=100*(最強的強度)/(保留窗口中的所有峰的強度之和)。在峰純度的兩種定義中，峰純度表示為百分比值。本發明的光譜簡化特性還能用於更輕鬆地研究生物樣本。生物樣本是通常使用LC/MS方法進行分析的混合物的一個重要類別。生物樣本一般包括複雜分子。這類複雜分子的一個特性在於，單分子種類可產生若干離子。肽以不同的同位素狀態自然出現。因此，在給定電荷呈現的肽將以m/z的若干個值呈現，每個值對應於那個肽的不同同位素狀態。通過充分解析，肽的質量光語展示特性離子簇。將通常具有高質量的蛋白質離子化為不同的電荷態。雖然蛋白質中的同位素變化不可由質量光譜儀來解析，但是以不同電荷態呈現的離子一般能夠被解析。這類離子產生能用於幫助識別蛋白質的特徵圖。則本發明的方法將允許關聯來自共同蛋白質的那些離子，因為它們具有共同的保留時間。這些離子隨後形成簡化光語，該簡化光語能夠通過例如授予Fenn等人的美國專利No.5130538中公開的方法來分析。質量光語儀僅測量質荷比而不測量質量本身。但是，從分子產生的離子的圖案來推斷分子(如肽和蛋白質)的電荷態是可能的。使用這個推斷電荷態，能估計分子的質量。例如，如果蛋白質以多個電荷態出現，則從m/z值的間隔來推斷電荷、計算知道電荷的各離子的質量以及最終估計無電荷母體的質量是可能的。類似地，對於肽，在m/z電荷是關於特定質量m的同位素值中的電荷引起的情況下，從毗連離子之間的間隔來推斷電荷是可能的。存在許多使用來自離子的m/z值來推斷電荷和母體質量的眾所周知的技術。在美國申請No.5130538中描述了這樣一種示範技術，通過引用將其完整地結合到本文中。對於這些技術的每個的要求是選擇正確的離子以及使用m/z的精確值。所檢測離子參數表中表示的離子提供高精度值，它們能用作對這些技術的輸入以產生增強精度的結果。另外，所引用的方法中的幾種嘗試通過區分可呈現在光譜中的離子來降低光語的複雜度。一般來說，這些技術涉及選擇集中於突出峰的光語或者搜索與單個峰關聯的光i普，以便得到單個提取的MS光譜。如果那個峰來自產生了多個時間重合離子的分子，則光i普將包含所有那些離子，其中包括來自不相關種類的離子。這些不相關種類能來自在與受關注種類完全相同的保留時間洗脫的離子，或者普遍地，不相關種類來自在不同保留時間洗脫的離子。但是，如果這些不同的保留時間是在大約色譜峰寬度的FWHM的窗口之內，則來自這些峰的前部或尾部的離子可能呈現在光譜中。與不相關種類關聯的峰的呈現需要後續處理以檢測和去除它們。在它們重合的一些情況下，它們可以是偏置測量(biasingmeasurement)。圖22A示出由兩個母體分子和所得多個離子產生的示範LC/MS數據矩陣。在這個示例中，某個種類在時間U洗脫，從而產生4個離子，以及另一個種類在時間t2洗脫，從而在LC/MS凝:據矩陣中產生5個離子。即使存在兩個不同的種類，但是，如果光語將在時間tl或時間t2被提取，則結果光語將包含九個峰，各來自九個離子之一。但是，本發明將獲得關於這9個離子的每個的9個準確保留時間(以及m/z和強度)。如果光譜然後僅由具有實質上等於tl的保留時間的離子構成，則僅存在四個離子。這個簡化光i普在圖22B中呈現。類似地，如果光譜然後僅由具有實質上等於t2的保留時間的離子構成，則僅存在五個離子。這個簡化光i普在圖22C中呈現。應用當採用LC/MS系統採集樣本時，通常在橫跨色i普峰採集多個光譜，以便精確地推斷保留時間。例如，在本發明的實施例中，每個FWHM採集5個光傳。逐個光鐠來改變LC/MS系統的配置是可能的。例如，所有偶數光譜能在一種模式採集，而所有奇數交織光譜能採用配置成在不同模式操作的MS來採集。示範的雙模式採集操作能用於與LC/MSE交替的LC/MS,其中，在一種模式(LC/MS)中採集未碎裂離子，而在第二模式(LC/MSE)中，採集在第一模式中所採集的未碎裂離子的碎片。通過當離子穿過碰撞室時施加到離子的電壓等級來區分這些模式。在第一模式中，電壓低，而在第二模式中，電壓升高。(Bateman等人。)在這種系統中，在一種模式中系統所採集的碎片或離子以具有與未修改離子相同的保留時間的色i普圖形呈現。這是因為未碎裂和碎裂離子共有相同分子種類，因此分子的洗脫圖形依據從該分子衍生的所有未碎裂和碎裂離子列印。這些洗脫圖形實質上是時間對齊的，因為與色語峰的峰寬度或FWHM相比，在線MS中的模式之間的切換所需的額外時間很短。例如，MS中分子的渡越時間(transittime)通常大約為數毫秒或數微秒，而色傳峰的寬度通常大約為數秒或數分鐘。因此，具體來說，未碎裂和碎裂離子的保留時間實質上相同。此外，相應峰的FWHM將會相同，並且相應峰的色諳圖形也將會實質上相同。在兩種操作模式中採集的光語能分為兩個獨立數據矩陣。以上所述的巻積、頂點檢測、參數估計和閾值的操作能獨立地應用於兩者。雖然這種分析產生離子的兩個列表，但是呈現在列表中的離子具有相互之間的關係。例如，呈現在與一種操作模式對應的離子的列表中的具有高強度的強離子可在根據另一種操作模式所採集的修改離子的列表中具有對應物。在這種情況下，離子通常將具有共同保留時間。為了將這類相關離子相互關聯以便進行分析，如上所述限制保留時間的窗口能應用於兩個悽t據矩陣中存在的離子。應用這種窗口的結果是識別兩個列表中具有共同保留時間並因此可能被相關的離子。即使這些相關離子的保留時間相同，檢測器噪聲的影響也會使這些離子的保留時間的測量值略有不同。這種差別是統計誤差的表現，並測量離子的保留時間的測量的精度。在本發明中，離子的估計保留時間的差將小於色語峰寬度的FWHM。例如，如果峰的FWHM為30秒，則離子之間的保留時間的變化對於低強度峰將小於15秒，而對於高強度峰將小於1.5秒。在這個示例中，用於採集相同分子的離子(以及拒絕不相關離子)的窗口寬度能大到+M5秒或者小到+/-1.5秒。圖23是示出在本發明的一個實施例所生成的未修改和已修改離子列表中能如何識別相關離子的曲線圖。數據矩陣2302示出在從未修改MS實驗產生的光譜中檢測的三個前體離子2304、2306和2308。數據矩陣2310示出在修改MS(例如如上所述以引起碎裂)之後從實驗中產生的八個離子。數據矩陣2302中與數據矩陣2310中的離子相關的離子在由標記為t0、tl和t2的三條垂直線所示的相同保留時間呈現。例如，數據矩陣2310中的離子2308a和2308b與數據矩陣2302中的離子2308相關。數據矩陣2310中的離子2306a、2306b和2306c與數據矩陣2302中的離子2306相關。數據矩陣2310中的離子2304a、2304b和2304c與數據矩陣2302中的離子2304相關。這些關係能通過具有分別以時間t0、tl和t2為中心的適當寬度的保留時間窗口來識別。離子參數列表能用於各種分析。這樣一種分析涉及指紋識別或映射。存在整體完善表徵的、具有基本上相同組成的並且其成分以相同的相對量存在的混合物的許多示例。生物示例包括新陳代謝的最終產物，例如尿、腦脊髓液和眼淚。其它示例是組織和血液中存在的細胞群體的蛋白質含量。其它示例是組織和血液中存在的細胞群體的蛋白質含量的酶解液。這些解液包含能由雙模式LC/MS和LC/MSE進行分析的混合肽。工業示例包括汽油或石油的香氣、香味、味道、燃料分析。環境示例包括殺蟲劑、燃料和除草劑以及水和土壤的汙染。來自預計在這些液體中所觀測到的異常包括在由藥物或藥物物質的攝取或注射而產生的新陳代謝的產物的情況下的外源物；新陳代謝液體中濫用的藥物的證據；產品中的摻雜物，例如汁液、味道和香味；或者在燃料分析中。根據本發明的實施例所產生的離子參數列表能用作對本領域已知的方法的輸入以用於指紋或多元分析。例如SIMCA(瑞典的Umetrics)或Pirouette(美國華盛頓Woodenville地區的Infometrix)等軟體分析包能配置成通過識別樣本群體之間的離子的變化，使用指紋或多元技術來^t企測這類異常。這些分析能確定混合物中的實體的正常分布，然後識別偏離標準的那些樣本。化合物的合成可產生預期化合物以及額外的分子實體。這些額外的分子實體表徵合成路線的特徵。離子參數列表有效地成為能用於表徵化合物合成的合成路線的特徵的指紋。本發明可適用的另一個重要應用是生物標誌發現。其濃度的變化與病情或者與藥物作用唯一相關的分子的發現是檢測疾病或者處理藥物發現的基礎。生物標誌分子能出現於細胞群體或者新陳代謝產物或者例如血液和血漿等液體中。使用眾所周知的方法對為控制和疾病或用藥狀態所產生的離子參數列表的比較能用於識別作為疾病或者藥物作用的標誌的分子。N維數據和LC/IMS/MS本發明的一些實施例涉及比從LC/MS儀器所得到的更高維的數據。這些實施例的一部分涉及LC/IMS/MS儀器。雖然以下描述主要針對LC/IMS/MS數據，但是，本領域的技術人員會理解，本文所述的原理對於提供三維和更高維數據的各種儀器具有廣泛的適用性。這些實施例的一部分包括LC模塊、IMS模塊和TOF-MS模塊。在授予Bateman等人的美國專利公布2003/01084(2003年1月2日公布)中描述了用以適當地實現本發明的一些實施例的這種儀器的示例。首先，對於本發明的一些方面的更廣義上下文，描述不同維數的數據採集。對於例如僅LC或者僅MS儀器中存在的單通道檢測器，一維數據通常在二維圖中顯示。隨後必須定位圖中的所有峰。在LC的情況下，典型檢測器實現紫外光/可見光(UV/Vis)吸收率檢測。峰參數是峰從柱中洗脫時峰的保留時間和吸收率。在例如釆用基於四極或基於TOF的MS來執行的MS的情況下，電磁力用於分離不同m/z比的離子，以及檢測器提供作為m/z比的函數的離子強度值。需要例程來定位強度相對m/z數據的二維圖中的峰。在組合的LC/MS中，峰必須被定位，即在以三維(離子強度相對保留時間和m/z)繪製的數據中與偽像區分開。下面進行描述，在一些LC/IMS/MS相關的實施例中，三個分離相關的維與離子-強度值關聯。分離的三個維-液相色i瞽分析、之後是離子遷移率、之後是質量光語分析-測量離子的三種對應性質保留時間、離子遷移率和質荷比。MS才莫塊以離子與其峰關聯的m/z值來定位離子。峰與例如通過^:通道板所測量的離子峰的離子計數的綜合數量關聯。表3提供本發明的一些實施例所提供的不同維數的數據的的總結。第一列列出一些特定分析技術以及對於具有與N次分離關聯的N維數據的任何技術的更一般引用。N可選地等於三或者更大。第二列列出根據本發明的一些實施例用來減少偽像並且幫助區分重疊峰的巻積濾波器的維數。在一些優選實現中，巻積濾波器的維數匹配分離的次數。為了進行定義，如杲選取將離子強度當作除了分離的維之外的數據維，則數據可選地稱作具有比分離維悽t大一的維。在巻積之後，在巻積數據中定位與局部最大值關聯的峰。例如，將三維空間中的局部最大值適當地定義為具有比其所有相鄰數據點更大的值的數據點(本文中又稱作數據元素)。例如，三維分離空間中的元素具有3x3x3-1=26個相鄰元素。因此，定位局部最大值一般需要將中心元素與26個相鄰元素進行比較。表3的第三列列出確立某個點是局部最大值所進行的比較的次數。其餘列列出分離維。局部最大值識別峰的頂點。各頂點對應於離子。本詳細描述的其餘部分將集中於LC/IMS/MS以及更大的為、離維。tableseeoriginaldocumentpage74圖24是根據本發明的一個說明性實施例的LC/IMS/MS分析的方法2400的流程圖。方法2400包括從樣本獲得(2410)有噪聲的原始數據。數據包括三維數據元素的集合，它們各將離子計數強度與保留時間維、離子遷移率維和質荷比維關聯。方法2400還包括在離子遷移率維收縮(2420)數據元素集合以獲得收縮數據元素集合，該收縮數振元素集合的每個將組合的離子計數強度與保留時間和質荷比維關聯；以及將收縮數據元素集合與例如關聯二維矩陣的偽像減少濾波器進行巻積(2430)。方法2400還包括在保留時間和質荷比維定位(2440)數據元素的巻積集合的離子峰；以及響應已定位離子峰而選擇(2450)有噪聲的原始數據的一個或多個部分進行進一步分析。方法2400還包括將有噪聲的原始數據的所選部分與例如關聯三維矩陣的偽像減少濾波器進行巻積(2460);以及在保留時間、離子遷移率和質荷比維定位(2470)巻積原始數據中的離子峰。響應收縮數據元素的巻積集合的已定位(2440)離子峰而選擇為進一步分析所選擇(2450)的原始數據一個或多個部分。數據元素的巻積收縮集合的離子峰在保留時間和質荷比維的位置指示原始數據中在保留時間和質荷比維的受關注位置。因此，選擇用於進一步分析的部分適當地包括原始數據的完全離子遷移率維，但是僅包括原始數據的保留時間和質荷比維的限制區域。這些限制區域包括由數據元素的巻積收縮集合所指示的位置。原始數據的部分則被選擇為例如實質上以^定位的離子峰為中心。因此，避免了不包含有意義數據或受關注數據的數據空間的部分的無效分析。此外，所選部分的大小可選地響應觀測的或者預定的峰寬度來選取。優選地，在各維中，所選部分的大小比那個維中的峰寬度要大。如上所述，巻積(2460)需要原始數據的三維巻積。對於峰信息確定，可選地通過在三個維(保留時間、離子遷移率和離子m/z)的搜索來定位(2440)局部最大值；局部最大值的位置將三個分離相關的離子性質-保留時間、遷移率和m/z-與離子的強度(對應於經由MS所檢測的離子的數量)關聯。如果巻積濾波器經過適當歸一化，則峰頂點的值提供對於整個離子峰的綜合離子強度。隨後參照表4,方法2400利用三個不同維中的原始數據的不同解析度等級(m/z中的較高解析度、離子遷移率中的較差解析度以及保留時間中的中間解析度)。表4示出解析度的這些差別。對於三個維，表4列出典型測量範圍、取樣周期、元素數量(即通過取樣周期劃分的範圍)、峰的半最大值的全寬度(按照時間)、峰的半最大值全寬度(按照數據點元素)以及解析度(按照可解析峰的數量)。tableseeoriginaldocumentpage76表418000的MS解析度對應於強度的150000個通道，其中峰寬度(FWHM)為8個通道。第二最高解析度是色譜維，其中具有100分鐘分離和30秒的峰寬度(對應於7.5次掃描)。最低解析度由離子遷移率給出。假定7個元素的FWHM的所示示例，IMS解析度對於200通道光語為30個峰。這個理想化示例忽略了峰寬度隨質量和遷移率的典型變化。更詳細來說，方2400法可選地實現如下。來自各個掃描的原始數據組裝到三維數據數組中，其中一個軸是與色鐠保留時間對應的掃描集合的時間，第二軸對應於與遷移率漂移時間對應的掃描集合中的掃描數量，以及笫三軸是與質荷比對應的通道數。三維巻積應用於三維數據數組。三個維中的局部最大值定位離子峰。如果巻積濾波器為以下目的經過歸一化，則峰頂點的值提供第四離子性質，即對於峰整體綜合強度。三維巻積利用例如平滑或二階導數濾波器或者這類濾波器的組合。可選地選取巻積濾波器的係數以使信噪比為最大、使統計誤差性質為最小、去除基線背景、和/或減輕離子幹擾的影響。為了更有效地進行計算，如方法2400的以上描述所示，三維巻積可選地應用於原始數據的子體積(sub-volume)。響應LC/MS數據而選擇子體積。收縮(2420)的數據通過組合(例如相加)所有遷移率光譜來獲得。可選地，死區時間(dead-time)校正和鎖定質量校正結合到方法2400中，如對於各維的自動峰寬度計算那樣。方法2400可擴展到產生N維分離相關的數據的N次依次分離。這類數據可選地組裝為N維超立方體，以及N維巻積應用於超立方體中的所有點。例如通過將點的強度與以N維空間中的各元素為中心的3N個相鄰元素進行比較，來找出局部最大值。內插公式定位各峰的n維參數，並且n維峰頂點處的值是說明在n維分離之後與峰關聯的所有計數或信號的峰的強度。方法2400可選地應用於質心數據(centroiddata)。在質心方式中，掃描集合中對於掃描所記錄的唯一信息是峰信息，其中各峰通過質量和強度來描述。採用其寬度對應於質量光鐠解析度的高斯峰來取代各質量-強度對，例如，從峰列表來重構各光語的連續體表示。重構的連續體光謙組裝到立方體中並且被分析。如上所述，由於效率原因，可選地選取不將三維巻積濾波器應用於原始數據的整個體積(volume);操縱數據所需的運算數隨維數的冪而增加。使用當前可用的處理設備，應用於單個基於LC/IMS/MS的系統注入中得到的所有數據的一般三維巻積將需要例如數天計算時間。方法2400可能將計算時間減少至例如不到l個小時，同時提供可與從完整三維巻積所得到的結果相比的結果。可選地，通過採用依次應用於從數據所提取的線性數組的一維濾波器來近似二維和三維巻積濾波器，來獲得附加的計算效率。下面是對基於LC/IMS/MS的系統的數據計算的示例。離子強度以三維體積來組織，其中各數據元素是作為計數(C)所測量的強度，以及各元素由對應於保留時間(T)、遷移率(D)和質荷比n的三個變量作為下標。在數學上，這個三維數據的各元素由三個下標來標記。化學工作者一般將這種數據稱作"四維，，數據，因此將強度看作是數據的額外的維。在這個示例中，用於各數據元素的符號是Cij,k,其中C是由整數下標i,j,k所指定的數據元素處測量的計數。這些下標對應於掃描數(保留時間TO、掃描集合數(遷移率Dj)和通道數(質荷比JUk)。因此得到C",,*",)在這個示例中，LC/IMS/MS系統中的離子的響應近似為三維中的高斯峰，其中各離子產生橫跨地分布於特性峰寬度的計數。三個方向的每個的峰的寬度是分離的模式的性質。標準偏差峰寬度是色譜、遷移率和質量光譜方向的CTT、(7D、(7M。計數在數據元素上分布為C,,_/,*二--exp廣.Vw。乂°v乂+廣..、2、CTD乂+、乂式中，Cv是綜合體積計數，以及g,k下標分別對應於色i普掃描時間、遷移率掃描時間和質荷通道。高斯峰以io、jo和k"其承擔分數值)為中心。頂點計數速率與綜合體積計數速率之間的關係為(2;r)av為了檢測這類數據中的離子以及測量它們的性質、即從數組Qj,k推斷i。、jo、ko和Cv，在這個示例中，使用巻積濾波器來估計這些參數。巻積數據的局部最大值定位離子並且估計其強度。給定濾波器係數的集合F!,m，n，三維巻積的輸出是三維體積，表示為/——w式中，Rij,k作為巻積元素,78濾波器係數F^,n跨越三維體積，其中各維的寬度與各維中的峰的寬度關聯。F的下標是圍繞O對稱的，並且各維中的元素的數量是(2L+1)、(2M+1)和(2N+1)。在這個示例中，將的寬度調整為匹配對於MS和IMS維的變化峰寬度。各輸出值Rij,k的計算需要與濾波器係數同樣多的乘法。如巻積表達式所示，通過將係數Ft,m,n以元素Qj,k為中心，並執行所示乘法和加法，來獲得Rij,k的值。一般來說，存在與輸入值Cg,k同樣多的輸出值Rij,k。在三維應用中，如果Rg,k的值超過它的所有相鄰元素的值，則它是局部最大值。也就是說，如果Rg,k是在(3x3x3-27)元素立方體的中心，則Rij,k的值在其離子峰強度值超過它的26個最接近相鄰元素時是最大值。歸一化係數通過將未歸一化濾波器與模型高斯峰進行巻積來獲得；模型高斯峰的峰寬度對應於物理預計峰寬度。如果巻積最大值超過適當選擇的閾值，則檢測到離子。閾值檢測的值設置為例如100計數或更小。給定峰檢測，例如通過對最大值附近的27個元素擬合三維二次曲線，得到它在三維中的頂點的位置。最大值的內插下標值給出峰的性質，產生與離子的保留時間、遷移率和質荷比對應的分數下標。一般來說，光譜未經過校準，因此質荷未經過校準。巻積的運算數與所得強度的數量乘以濾波器係數的數量之積成比例。運算數隨數據的維度的冪而增加。對基於LC/IMS/MS的系統的巻積方式則可選地必須應付可能很大的運算數。如上所述，減少計算的運算數量的一種方式是將三維巻積濾波器實現為一系列一維巻積濾波器。作為近似，一維濾波器的多次應用實現二維或三維濾波器矩陣，如以上參照圖1-23所述。例如，21x21元素二維巻積矩陣用四個一維巻積來取代，在光語方向兩個以及在保留時間維兩個。在三維巻積的情況下，21x21x21三維巻積濾波器用九個一維巻積來取代，各維中三個一維巻積。這種方式將計算時間例如在二維情況中減少6的因子以及在三維情況中減少48的因子。如上所述，無需計算所有原始數據點的巻積元素以提供離子檢測。優選地，僅計算Rg,k的足夠的值來定位各離子的局部最大值。最大數是例如各離子的3x3x3Rij,k值的立方體。如果那個立方體中心的Rij，k的值大於周圍所有26個值，則找到局部最大值。因此，原則上，在一個i)i明性示例中，如果存在要查找的100000個離子，則僅需要大約3000000個元素或者少於可能的巻積元素的4.5xl01Q總數的0.01%。這些關鍵巻積值的計算可選地需要幾秒鐘。實際上，計算比這個最小值更多的元素。因此，在一些實施例中，本發明利用以下認識IMS模塊加入LC/MS系統可選地極大增加測量數據點的數量，其中大部分不提供所需信息。在這個示例中，通過從三維LC/IMS/MS數椐構造二維LC/MS數據矩陣，在離子遷移率維中收縮原始數據。通過對於來自在相同色譜掃描時間和質量光譜通道測量的所有遷移率的強度求和，獲得二維LC/MS矩陣的元素《、如下所示，如上所述，優選地在遷移率維上求和，因為這個維具有最低解析度或峰容量；所得Txn二維數組則具有比另外可能的兩對維更多的解析元素。二維巻積應用於這個收縮^:組以確定巻積元素的數組，其中在這裡，《，"是二維巻積濾波器，以及&是二維巻積元80素。^的局部最大值定位二維矩陣中存在的每個二維離子的保留時間和m/z。本示例利用以下假設所有離子通過這些二維離子峰(由於相似離子遷移率，它們可由多於一個離子產生)來說明。因此，二維巻積的結果指明應用三維巻積的位置，以及每個二維離子峰將對應於一個或多個三維離子。如果對於特定二維離子峰不存在離子幹擾，則對應三維體積將產生單個離子檢測，其位置在離子遷移率維中。對於每個二維離子峰位置確定，計算三維巻積元素的集合。在本示例中，對於每個已定位峰，這些元素跨越以二維峰位置的保留時間和m/z為中心的三維體積，並且跨越所有200個遷移率光i普。因此，三維數據提供離子的遷移率特性，同時保留時間、m/z和/或強度信息已經通過巻積二維數據來提供，或者優選地，也通過原始三維數據來精確地提供。因此，計算三維巻積元素的有限選擇是足夠的。為了適應在巻積二維數據中定位的、可能包括其頂點分布於已定位峰的寬度的多個離子的峰，可選地採用以下方案。對於以每個二維離子檢測為中心的ll個保留時間元素乘以ll個質荷元素乘以200個離子遷移率元素的體積來計算巻積元素。對於這個示例，假定每秒2億次計算運算，大約38分鐘處理時間為LC/IMS/MS系統中的單個樣本注入中的所有離子提供保留時間、離子遷移率、質荷比和離子強度。減少對其計算三維巻積元素的體積還將計算時間減少(例如另一個20的因子)到易處理等級。為了說明和描述，陳述了本發明的優選實施例的上述7>開。所述的確切形式不是旨在對本發明的窮舉或者限制。根據以上公開，本領域的技術人員清楚地知道本文所述實施例的許多變更和修改。本發明的範圍僅由本文所附的權利要求及其等效物來定義。此外，在描述本發明的代表實施例時，說明書可能將本發明的方法和/或過程陳述為步驟的特定次序。但是，在方法或過程不依賴於本文所述步驟的特定順序的意義上，方法或過程不應當局限於所述步驟的特定次序。本領域的技術人員會理解，步驟的其它次序可以是可能的。因此，說明書中所述的步驟的特定順序不應當被理解為對權利要求的限制。另外，針對本發明的方法和/或過程的權利要求不應當局限於其步驟按照編寫順序來執行，本領域的技術人員能夠易於理解，次序可改變並仍然保持在本發明的精神和範圍之內。權利要求1.一種LC/IMS/MS分析的方法，包括從樣本獲得包括三維數據元素的集合的有噪聲的原始數據，所述三維數據元素各將離子計數強度與保留時間維、離子遷移率維和質荷比維關聯，其中所述噪聲與離子峰偽像關聯；在所述離子遷移率維中收縮所述數據元素的集合以獲得收縮的數據元素的集合，所述收縮的數據元素各將組合的離子計數強度與所述保留時間和質荷比維關聯；將所述收縮的數據元素的集合與關聯二維矩陣的偽像減少濾波器進行卷積，由此獲得具有減少的峰偽像的收縮的數據元素的卷積集合；在所述保留時間和質荷比維定位所述收縮的數據元素的卷積集合的離子峰；響應所述收縮的數據元素的卷積集合的所定位的離子峰而選擇所述有噪聲的原始數據的一個或多個部分以用於進一步分析；將所述有噪聲的原始數據的所選擇的一個或多個部分與關聯三維矩陣的偽像減少濾波器進行卷積；以及在所述離子遷移率維中對所述原始數據的各卷積部分定位一個或多個離子峰。2.如權利要求1所述的方法，其中，對所述原始數據的各巻積部分定位所述一個或多個離子峰還包括在所述保留時間和質荷比維中定位所述原始數據的所述巻積部分的所述一個或多個離子峰。3.如權利要求2所述的方法，還包括對於已定位的離子峰，將所述原始數據的所述巻積部分的所述保留時間和質荷比維與所述收縮的數據元素的巻積集合的所述保留時間和質荷比維進行比較。4.如權利要求1所述的方法，其中，對所述原始數據的各巻積部分定位所述一個或多個離子峰包括在所述離子遷移率維中定位在所述保留時間和質荷比維中重疊的至少兩個離子峰。5.如權利要求1所述的方法，還包括在所述保留時間和質荷比維中定位所述原始數據的所述巻積的一個或多個部分的重疊離子峰。6.如權利要求i所述的方法，其中，所述一個或多個部分各由所述有噪聲的原始數據的所述保留時間和質荷比維中的限制範圍以及所述離子遷移率維中的非限制範圍組成。7.如權利要求6所述的方法，其中，各部分的所迷限制範圍實質上以關聯的已定位的離子峰為中心。8.如權利要求1所述的方法，其中，定位離子峰包括確定所巻積的原始數據的局部離子強度最大值。9.如權利要求1所述的方法，還包括對所定位的一個或多個離子峰的至少一個擬合曲線以改進所述至少一個峰的至少所述質荷比維中的位置的精度。10.如權利要求9所述的方法，其中，擬合曲線包括對關聯局部最大值的三個最大離子強度值擬合曲線。11.如權利要求10所述的方法，其中，所述曲線基於二次方程式。12.如權利要求l所述的方法，還包括對所定位的一個或多個離子峰的至少一個擬合曲線以改進所述至少一個峰的至少所述離子遷移率維中的位置的精度。13.如權利要求l所述的方法，還包括對所定位的一個或多個離子峰的至少一個擬合曲線以改進所述至少一個峰的至少所述保留時間維中的位置的精度。、14.如權利要求1所述的方法，還包括將所述三維矩陣的元素歸一化，使得所述一個或多個已定位的峰的高度與總的峰離子計數關聯。15.—種用於分析樣本的方法，包括從所述樣本獲得有噪聲的原始數據，所述數據包括數據元素的集合，所述數據元素各將離子計數強度與不同解析度的至少三個維關聯，其中所述噪聲與離子峰偽像關聯；至少在具有最低解析度的維中收縮所述數據元素的集合以獲得收縮的數據元素的集合，所述收縮的數據元素各將組合的離子計數強度與所述至少三個維的其餘維關聯；將所述收縮的數據元素的集合與偽像減少濾波器進行巻積，所述濾波器關聯具有與所述收縮的數椐元素相同數量的維的矩陣，由此獲得具有減少的峰偽像的收縮的數據元素的巻積集合；在所述至少三個維的其餘維中定位所述收縮的數據元素的巻積集合的離子峰；選擇所述有噪聲的原始數據的一個或多個部分以用於進一步分析，所述一個或多個部分與所述收縮的數據元素的巻積集合的離子峰的位置關聯；將所迷有噪聲的原始數據的所選擇的一個或多個部分與偽像減少濾波器進行巻積，所述偽像減少濾波器關聯具有與所述有噪聲的原始數據相同數量的維的矩陣；以及在所迷最低解析度維中對所述有噪聲的原始數據的所巻積的所選擇的一個或多個部分的每個定位一個或多個離子峰。16.如權利要求15所述的方法，其中，對所述部分的每個定位所述一個或多個離子峰還包括在所迷保留時間和質荷比維中定位所述部分的每個中的所述一個或多個離子峰。17.—種用於化學處理的設備，包括色鐠分析模塊；離子遷移率模塊；質量光譜分析模塊；以及控制單元，與所述;^莫塊進行通信，包括至少一個處理器以及用於存儲多個指令的至少一個存儲器，所述多個指令在由所述至少一個處理器運行時引起以下步驟的實現從樣本獲得包括三維數據元素的集合的有噪聲的原始數據，所述三維數據元素各將離子計數強度與保留時間維、離子遷移率維和質荷比維關聯，其中所述噪聲與離子峰偽像關聯；在所述離子遷移率維中收縮所述數據元素的集合以獲得收縮的數據元素的集合，所述收縮的數據元素各將組合的離子計數強度與所述保留時間和質荷比維關聯；將所述收縮的數據元素的集合與關聯二維矩陣的偽像減少濾波器進行巻積，由此獲得具有減少的峰偽像的收縮的數據元素的巻積集合；在所述保留時間和質荷比維中定位所述收縮的數據元素的巻積集合的離子峰；響應所述收縮的數據元素的巻積集合的所定位的離子峰而選擇所述有噪聲的原始數據的一個或多個部分以用於進一步分析；將所述有噪聲的原始數據的所選擇的一個或多個部分與關聯三維矩陣的偽像減少濾波器進行巻積；以及在所述離子遷移率維中對所述原始數據的每個巻積的所選擇的一個或多個部分定位一個或多個離子峰。18.—種設備，包括分析模塊，配置成從樣本獲得有噪聲的原始數據，所述數據包括數據元素的集合，所述數據元素各將離子計數強度與不同解析度的至少三個維關聯，其中所述噪聲與離子峰偽像關聯；用於至少在具有最低解析度的維中收縮所述數據元素的集合以獲得收縮的數據元素的減少的集合的部件，所述收縮的數據元素各將組合的離子計數強度與所述至少三個維的其餘維關聯；用於將所述收縮的數據元素的集合與偽像減少濾波器進行巻積的部件，所述濾波器關聯具有與所述收縮的數據元素相同數量的維的矩陣，由此獲得具有減少的峰偽像的收縮的數據元素的巻積集合；用於在所述至少三個維的其餘維中定位所述收縮的數據元素的巻積集合的離子峰的部件；用於選擇所述有噪聲的原始數據的一個或多個部分以用於進一步分析的部件，所述一個或多個部分與所述收縮的數據元素的巻積集合的離子峰的位置關聯；用於將所述有噪聲的原始數據的所選擇的一個或多個部分與偽像減少濾波器進行巻積的部件，所述偽像減少濾波器關聯具有與所述有噪聲的原始數據相同數量的維的矩陣；以及用於在最低解析度維中對所述有噪聲的原始數據的所巻積的所選擇的一個或多個部分的每個定位一個或多個離子峰的部件。19.一種LC/IMS/MS分析的方法，包括/人樣本獲得有噪聲的原始數據，所述數據包括三維數據元素的集合，所述三維數據元素各將離子計數強度與保留時間維、離子遷移率維和質荷比維關聯，其中所述噪聲與離子峰偽像關聯；將所述三維數據元素與偽像減少濾波器進行巻積，所述濾波器與三維矩陣關聯，由此獲得具有減少的離子峰偽像的數據元素的巻積集合；以及在所述保留時間、離子遷移率和質荷比維定位所巻積的三維數據元素的一個或多個離子峰。20.如權利要求19所述的方法，其中，定位包括將離子峰與所述所巻積的三維數據元素中的離子強度的局部最大值關聯。21.如權利要求19所述的方法，其中，至少兩個已定位的峰在所述保留時間或質荷比維中重疊。22.如權利要求19所述的方法，其中，至少兩個已定位的峰具有實質上相同的離子遷移率。23.—種用於分析樣本的方法，包括從所述樣本獲得有噪聲的原始數據，所述數據包括數據元素的集合，所述數據元素各將離子計數強度與不同解析度的至少三個維關聯，其中所述噪聲與離子峰偽像關聯；將所述有噪聲的原始數據與偽像減少濾波器進行巻積，所述偽像減少濾波器關聯具有與所述有噪聲的原始數據相同數量的維的矩陣，由此獲得數據元素的至少三維巻積集合；以及在所述數據元素的至少三維巻積集合中定位一個或多個離子峰。24.如權利要求23所述的方法，其中，定位包括將離子峰與所述至少三維巻積的數據元素中的離子強度的局部最大值關聯。全文摘要用於LC/IMS/MS的方法和設備涉及從樣本獲得有噪聲的原始數據；將數據與偽像減少濾波器進行卷積；以及在保留時間、離子遷移率和質荷比維定位卷積數據的一個或多個離子峰。文檔編號B01D59/44GK101534933SQ200780027914公開日2009年9月16日申請日期2007年5月25日優先權日2006年5月26日發明者G·李,M·V·戈倫斯泰恩申請人:沃特世科技公司