Quantitative Analyse von Protein-Massenspektren

2.5. Anforderungen
Ziel dieser Arbeit ist es, Konzepte für die Quantifizierung von ESI-MS-Spektren zu entwickeln,
sowie deren Realisierung in einem Softwareprodukt umzusetzen. Der Schwerpunkt
wird auf die Quantifizierung schwerer Biomoleküle wie z.B. Antikörper gelegt. Die Verarbeitung
kleiner Moleküle wie z.B. Interferon soll aber auch möglich sein.
Mit „Massfinder I“ wurde bereits ein Schritt in die Softwareentwicklung für ESI-MS-Geräte
unternommen. Wie bereits erwähnt, deckt „Massfinder I“ die qualitative Analyse von Antikörper-Massenspektren
ab. Die bestehende Lösung soll um Mechanismen für eine quantitative
Analyse erweitert werden, so dass ein optimaler Arbeitsablauf von der Erfassung der im
Spektrum vorhandenen Spezies bis zur Bestimmung ihrer Anteile entsteht. Da die Integration
von Quantifizierungslösungen tief in Massfinder verankert werden soll, war eine Einarbeitung
in den bestehenden Quellcode und dessen Organisationsstruktur notwendig.
Bei einem Gespräch mit den verantwortlichen Personen hat sich herauskristallisiert, dass eine
Methode gewünscht wird, die einfach zu bedienen ist, robust ist und ähnlich gute Ergebnisse
liefert wie die per Hand durchgeführte Quantifizierung. Robust heißt, dass das Programm
auch für schlechte Spektren, die stark verrauscht sind oder Verunreinigungen enthalten, noch
gute Resultate liefert. Außerdem soll der Quantifizierungsprozess soweit wie möglich automatisiert
werden. Der Anwender soll demnach im Hintergrund stehen und nur an einigen wenigen
Stellen helfend eingreifen. Dieses Prinzip wird im Folgenden als semiautomatische Quantifizierung
bezeichnet. Neben der Entwicklung semiautomatischer Methoden besteht die Anforderung,
dass mit der Weiterentwicklung von MF auch die manuelle Bestimmung der Massenverhältnisse
möglich sein soll.
Ein genauer Lösungsweg für die Quantifizierung wurde nicht formuliert. Vielmehr wurden die
zu erwartenden Probleme dieser Aufgabenstellung kurz angesprochen: Sowohl die Basislinie
als auch Adduktsignale verfälschen die Peakintensität. Folglich muss für eine korrekte Messung
der Verhältnisse die Basislinie abgezogen werden sowie Adduktsignale auf geeignete Art
und Weise erkannt werden. Ein weiterer Störfaktor von Spektren ist Rauschen. Normalerweise
werden Aufnahmen, in denen fremde Komponenten das Spektrum stören, neu getätigt. Um
dem zu begegnen, könnte man aber auch einen Filter entwickeln, welcher die Signalqualität
steigert, so dass auf dem gefilterten Spektrum gearbeitet werden kann. Als letzter Punkt wurde
angedeutet, dass die korrekte Bestimmung der Hüllkurve hilfreich wäre, weil dadurch eine
Quantifizierung über alle Ladungszustände möglich wäre, was die Genauigkeit der Messung
steigert. Demzufolge müssen Methoden für das Filtern des Spektrums, für die Erkennung von
32