The present invention relates to a method for detecting group fatigue based on human urine. The method comprises the following steps: step 1. collecting urine samples of team members; step 2. pretreatment of samples collected in step 1; step 3. detection of samples pretreated in step 2 by liquid chromatography-mass spectrometry; step 4. processing and threshold value of data detected in step 3. Set up and screen out potential biomarkers; Step 5. Compare the potential biomarkers screened in Step 4 with the fatigue level markers to determine the fatigue level of the members of the tested team. The invention realizes the determination of fatigue degree detection markers by means of small molecule metabonomics, and can judge fatigue degree. The method has good universality, high accuracy and reliability.
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
一種基于人體尿液檢測(cè)班組疲勞程度的方法
本專利技術(shù)屬于生物檢測(cè)
，具體涉及一種基于人體尿液檢測(cè)班組疲勞程度的方法。
技術(shù)介紹
人類(lèi)研究疲勞的歷史最早可以追溯到百年前第一次世界大戰(zhàn)，首先采用工效學(xué)方法研究疲勞問(wèn)題，利用勞動(dòng)生產(chǎn)率、工作績(jī)效等指標(biāo)表征疲勞。上世紀(jì)70年代，人們開(kāi)始注意到駕駛員疲勞容易導(dǎo)致交通安全事故和事故征候，從而將疲勞與安全事故和事故征候聯(lián)系起來(lái)。疲勞研究的目標(biāo)發(fā)展為預(yù)防由于疲勞引起的事故和事故征候，保障安全。隨著工業(yè)自動(dòng)化的高度普及，勞動(dòng)強(qiáng)度降低，腦疲勞(mentalfatigue)成為工業(yè)生產(chǎn)中的主要疲勞形式。與之相對(duì)應(yīng)的身體疲勞(physicalfatigue)，也稱為肌肉疲勞(musclefatigue)是指發(fā)生在局部的肌肉酸痛并且肌肉變得無(wú)力。這種身體疲勞在當(dāng)今社會(huì)主要發(fā)生在劇烈運(yùn)動(dòng)后，也稱為運(yùn)動(dòng)疲勞。在后續(xù)論述中，我們提到的疲勞未特別標(biāo)明時(shí)，均指腦疲勞。在工業(yè)生產(chǎn)中，疲勞與安全生產(chǎn)相聯(lián)系，因此不同安全生產(chǎn)崗位，對(duì)于疲勞容忍度是存在差異的。例如，在高速公路駕駛運(yùn)輸車(chē)輛的崗位，由于車(chē)速快，為保障運(yùn)輸安全要求駕駛員高度集中注意力、具有良好反應(yīng)力，對(duì)駕駛員出現(xiàn)輕微的疲勞都是不能容忍的。又如國(guó)際民航組織(InternationalCivilAviationOrganization)將疲勞描述為：由于睡眠缺失、覺(jué)醒時(shí)間延長(zhǎng)、晝夜節(jié)律改變、(腦力或/和體力)工作負(fù)荷，這些單因素或多因素導(dǎo)致的人體警覺(jué)性下降及執(zhí)行安全相關(guān)職責(zé)能力下降的一種心理和生理功能降低的生理狀態(tài)。因此，在工業(yè)安全生產(chǎn)中疲勞的判斷是與人員執(zhí)行安全崗位職責(zé)能力相關(guān)的，安全敏...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種基于人體尿液檢測(cè)班組疲勞程度的方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟：步驟1.采集班組成員的尿液樣本；步驟2.對(duì)步驟1采集的樣本進(jìn)行預(yù)處理；步驟3.采用液相色譜?質(zhì)譜法對(duì)步驟2預(yù)處理后的樣本進(jìn)行檢測(cè)；步驟4.對(duì)步驟3檢測(cè)得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理及閾值設(shè)定，篩選出潛在生物標(biāo)志物；步驟5.將步驟4篩選出的潛在生物標(biāo)志物與疲勞程度標(biāo)志物進(jìn)行比對(duì)，判定被檢測(cè)班組成員的疲勞程度。
【技術(shù)特征摘要】
1.一種基于人體尿液檢測(cè)班組疲勞程度的方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟：步驟1.采集班組成員的尿液樣本；步驟2.對(duì)步驟1采集的樣本進(jìn)行預(yù)處理；步驟3.采用液相色譜-質(zhì)譜法對(duì)步驟2預(yù)處理后的樣本進(jìn)行檢測(cè)；步驟4.對(duì)步驟3檢測(cè)得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理及閾值設(shè)定，篩選出潛在生物標(biāo)志物；步驟5.將步驟4篩選出的潛在生物標(biāo)志物與疲勞程度標(biāo)志物進(jìn)行比對(duì)，判定被檢測(cè)班組成員的疲勞程度。2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟1中：所述尿液樣本來(lái)源于身體健康的班組成員，當(dāng)所述班組成員為女性時(shí)，優(yōu)選不在月經(jīng)期的女性；優(yōu)選地，所述采集步驟包括采集非疲勞樣本和疲勞程度樣本；優(yōu)選地，樣本的采集步驟包括：在班組成員上班工作前或模擬操作誘發(fā)疲勞前，采集其尿液樣本作為非疲勞樣本；根據(jù)疲勞程度，在班組成員工作后或模擬操作誘發(fā)疲勞后收集其尿液樣本作為疲勞程度樣本；優(yōu)選地，所述班組中各成員的連續(xù)工作時(shí)間長(zhǎng)短、工作崗位、工作負(fù)荷及排班情況等相同或相似；優(yōu)選地，所述班組例如可以為駕駛員、管制員、機(jī)械維修人員或醫(yī)療人員構(gòu)成的班組等；優(yōu)選地，所述班組可以是5人以上的樣本量組，例如8-20人的樣本量組，如8-10人的樣本量組；優(yōu)選地，步驟1的樣本采集步驟還包括在采集完尿液樣本后，將樣本在不高于-20℃條件下進(jìn)行低溫保存；例如將尿液樣本分裝于無(wú)菌離心管保存于-80℃；優(yōu)選地，在低溫保存過(guò)程中還可以向樣本中加入適量抗生素，避免因細(xì)菌引起部分代謝物的分解；例如向樣本中加入質(zhì)量濃度為0.05-0.1％的疊氮化鈉。3.如權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，步驟2中：預(yù)處理步驟包括：將尿液樣本進(jìn)行離心，取上清液及任選將上清液稀釋成適宜后續(xù)步驟分析檢測(cè)濃度的水溶液，例如使用1-3倍體積的水對(duì)樣本進(jìn)行稀釋；例如采用如下步驟對(duì)尿液樣本進(jìn)行預(yù)處理：分析檢測(cè)前將尿液樣本取出放置至室溫，在4℃，12000rpm離心5分鐘，取上清液100μL加入100μL水稀釋。4.如權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，步驟3中：所述液相色譜-質(zhì)譜法優(yōu)選為液相色譜-飛行時(shí)間質(zhì)譜法；優(yōu)選地，所述檢測(cè)樣本為班組的疲勞程度樣本和非疲勞樣本；優(yōu)選地，所述液相色譜采用極性色譜柱優(yōu)選HILIC柱、弱極性色譜柱優(yōu)選C18柱和非極性色譜柱優(yōu)選PFPP柱分別對(duì)尿液中的極性、弱極性和非極性組分進(jìn)行分離檢測(cè)；優(yōu)選地，當(dāng)所述液相色譜使用極性色譜柱分離檢測(cè)極性組分時(shí)，質(zhì)譜法優(yōu)選采用檢測(cè)正離子模式；當(dāng)所述液相色譜使用弱極性和非極性柱分離檢測(cè)弱極性和非極性組分時(shí)，質(zhì)譜法采用正離子和負(fù)離子兩種模式；優(yōu)選地，采用極性HILIC色譜柱的液相條件為：UPLCBEHAmideHILICcolumn[(2.1-4.6)mm╳(100-250)mm,1.5-5μm]；優(yōu)選地，流動(dòng)相為A相組成為體積分?jǐn)?shù)95-100％乙腈或甲醇和體積分?jǐn)?shù)為0-5％含有0.1-0.5％甲酸或乙酸或三氟乙酸的水溶液，B相組成為含有0.1-0.5％甲酸或乙酸或三氟乙酸的水溶液；優(yōu)選地，柱溫為20-40℃，進(jìn)樣量0.5-5.0μL，流動(dòng)相流速0.3-1.0mL/min；優(yōu)選地，采用弱極性C18色譜柱的液相條件為：UPLCCSHC18柱[(2.1-4.6)mm╳(100-250)mm,1.5-5μm)]；優(yōu)選地，流動(dòng)相A相組成為含有0.1-5％甲酸或乙酸或三氟乙酸的水溶液，B相組成為乙腈或甲醇；優(yōu)選地，柱溫為20-40℃，進(jìn)樣量0.5-5.0μL，流動(dòng)相流速0.3-1.0mL/min；優(yōu)選地，液相色譜法采用非極性PFPP色譜柱的液相條件為：UPLCHSSPFPP柱[(2.1-4.6)mm╳(100-250)mm,1.5-5μm)]；優(yōu)選地，流動(dòng)相為A相組成為含有0.1-5％甲酸或乙酸或三氟乙酸的水溶液，B相組成為甲醇或乙腈；優(yōu)選地，柱溫為20-40℃，進(jìn)樣量0.3-5.0μL，流動(dòng)相流速0.3-1.0mL/min；優(yōu)選地，所述質(zhì)譜法的檢測(cè)條件為：當(dāng)使用正離子離子化模式檢測(cè)時(shí)，質(zhì)量范圍設(shè)置為50-1200m/z全掃描模式。電噴霧離子化器毛細(xì)管電壓為2500-3500，優(yōu)選3000V，cone電壓為20-40V，優(yōu)選30V。干燥氣為氮?dú)?，去溶劑化流速?00L/h，cone氣流速為30L/h。去溶劑化溫度為400℃，離子源溫度為100℃。采用濃度為0.2ng/mL的leucineenkephalin(亮氨酸腦啡肽)作為質(zhì)量數(shù)校準(zhǔn)內(nèi)標(biāo)，校準(zhǔn)離子質(zhì)量為556.2771Da([M+H]+)；優(yōu)選地，當(dāng)使用正離子和負(fù)離子兩種離子化模式檢測(cè)時(shí)，質(zhì)量范圍設(shè)置為50-1200m/z全掃描模式；電噴霧離子化器毛細(xì)管電壓為2000-3500，優(yōu)選3000V(正離子)或2200V(負(fù)離子)，cone電壓為20-40V，優(yōu)選30V；干燥氣為氮?dú)?，去溶劑化流速?00L/h，cone氣流速為30L/h。去溶劑化溫度為400℃，離子源溫度為100℃。采用濃度為0.2ng/mL的leucineenkephalin(亮氨酸腦啡肽)作為質(zhì)量數(shù)校準(zhǔn)內(nèi)標(biāo)，校準(zhǔn)離子質(zhì)量為556.2771Da([M+H]+)或554.2615Da([M-H]-)；優(yōu)選地，分離檢測(cè)體液樣本時(shí)，每5個(gè)樣本插入1個(gè)空白防止交叉污染，還可以插入一個(gè)質(zhì)控樣進(jìn)行質(zhì)量控制；優(yōu)選地，分離檢測(cè)過(guò)程中樣品室溫度保持0-4℃。5.如權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述步驟4中：對(duì)步驟3分離檢測(cè)的數(shù)據(jù)采用數(shù)據(jù)處理軟件優(yōu)選采用代謝組學(xué)數(shù)據(jù)處理相關(guān)軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析處理；優(yōu)選地，所述分析處理方法包括數(shù)據(jù)對(duì)齊，峰提取，采用偏最小二乘法OPLS-DA分析，以P≤0.05、CV≤30％、VIP>1.0、最大變化倍數(shù)≥1.2作為篩選閾值，篩選出潛在生物標(biāo)志物。例如使用數(shù)據(jù)處理專業(yè)軟件ProgenesisQI對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，得到潛在生物標(biāo)志物。優(yōu)選地，利用液相色譜-質(zhì)譜檢測(cè)潛在生物標(biāo)志物的精確分子量推測(cè)其分子式，利用色譜保留時(shí)間所表現(xiàn)的色譜特性和質(zhì)譜特征，結(jié)合HMDB(www.hmdb.ca)、METLIN(Metlin.scripps.edu)、Chemspider、MZedDB或KEGG中的一個(gè)或多個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)中人體尿液組分?jǐn)?shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行比對(duì)，篩選出潛在生物標(biāo)志物，質(zhì)量偏差設(shè)置為5ppm...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：陳振玲，劉永鎖，李麗麗，姜薇，徐先發(fā)，許海山，王偉，王妍，劉鐵兵，王雷，朱安林，楊劍，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：中國(guó)民用航空局民用航空醫(yī)學(xué)中心，
類(lèi)型：發(fā)明
國(guó)別省市：北京,11
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