Quantitative Analyse von Protein-Massenspektren

3.3. Basislinie
Die Basislinie enthält fremdes Signal, welches, falls nicht abgezogen, zu einer Verfälschung
des Quantifizierungsergebnisses führt. Deswegen ist es essentiell, die Basislinie abzuziehen.
Algorithmen für die Erkennung der Basislinie gibt es viele. Jeder hat seine eigenen charakteristischen
Eigenschaften mit Vor- und Nachteilen. Die Diversität der Ansätze entstand nicht
zuletzt durch die unterschiedlichsten Anwendungsgebiete, für die sie entwickelt wurden. Bei
manchen Spektren ist es z.B. ausreichend, einfach eine Linie abzuziehen, welche durch zwei
Punkte bestimmt ist: Einen am Anfang und einen am Ende des Spektrums. Bei anderen sind
Ansätze, die aus der Bildbearbeitung stammen, sinnvoll. Hierbei werden morphologische
nichtlineare Filter angewendet, wie z.B. der „top-hat“-Operator [TopHat].
Bei einer Diskussion mit den Laboranten hat sich herauskristallisiert, dass sie im Wesentlichen
zwei Ansätze wählen, um die Basislinie abzuziehen. Die einen ziehen die Basislinie mit
einer lang gezogenen glatten Kurve ab, die durch das Spektrum gelegt wird, die anderen durch
Linien von Peaktal zu Peaktal (vgl. Abb. 3.3.1).
Um diese Methoden zu automatisieren, werden drei Algorithmen implementiert. Der erste
entspricht der „Tal-zu-Tal“-Variante und wird durch Erkennung der lokalen Minima realisiert.
Der zweite soll die lang gezogene Kurve nachempfinden und wird durch eine kubische Spline-Interpolation
erkannt. Als Alternative zur kubischen Spline-Interpolation wird noch ein
drittes Verfahren entwickelt, welches auf der 4. Ableitung des Spektrums beruht.
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a)
c)
b)
Abb. 3.3.1: Erkennung der Basislinie mittels kubischer
Spline-Interpolation a) bzw. durch Legen einer Gerade
von Tal zu Tal b). Vergrößerter Ausschnitt von b) ist in
c) dargestellt.