Computational and Statistical Methods for Mass Spectrometry Data Analysis

Niniejsza rozprawa doktorska dotyczy szeregu tematyk z zakresu matematycznego modelowanie widm masowych. W pracy przedstawiam algorytm służący obliczeniom związanym z rozkładami izotopowymi cząsteczek. Algorytm ów wykorzystuję w problemie dekonwolucji mieszanek sygnałów ze znanych źródeł molekularnych, na dwa różne sposoby. Przedstawiam również sposób na wyznaczenie zależności pomiędzy zarejestrowanym sygnałem a liczbą jonów dla różnych detektorów jonów. Powyższe rozwiązania zostają również wykorzystane w celu dokładniejszego zrozumienia za- sad działania fragmentacji jonów za pomocą transferu elektronu, która znacząco poszerza możliwości identyfikacji substancji. Pokazuję również sposób na wyestymowanie parametrów tych reakcji, wykorzystując w tym celu matematyczny model kinetyki reakcji.

This dissertation covers a series of related topics in the mathematical modelling of mass spectrometry data. The dissertation opens with a presentation of an optimal algorithm for the generation of the fine isotopic structure. We further show the applications of that algorithm to the problem of deconvoluting mixed isotopic signals, in two different ways. We also approach the problem of estimating the deep parameters of mass detectors, estimating the parameters of a function that relates the instrument-generated intensities to the numbers of ions. These solutions are applied to the problem of understanding Electron Driven reactions, whose principal aim is to induce ion fragmentation and, in that way, enhance the instrument’s identification capabilities. Finally, we show how to apply the mathematical theory of reaction kinetics to estimate the reaction rates of the electron transfer reactions.