【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)屬于分析檢測領(lǐng)域，具體說是一種基于液相色譜質(zhì)譜的跨儀器強(qiáng)度矯正方法及系統(tǒng)。
技術(shù)介紹
1、高分辨質(zhì)譜儀(hrms)以其強(qiáng)大的分子檢測能力成為迄今最重要的分子識別工具，液相色譜-質(zhì)譜(lc-ms)已經(jīng)成為研究中最常用的技術(shù)平臺。由于大規(guī)模色譜質(zhì)譜聯(lián)用研究包含成百上千個樣本，不可能在一次色譜質(zhì)譜聯(lián)用運(yùn)行中對其進(jìn)行測量，因此，此類實(shí)驗(yàn)通常分為多個批次，或由多臺儀器、多個實(shí)驗(yàn)室分工完成，且時間跨度較長。隨著時間的推移，由于對色譜柱降解、樣品過載、流動相不穩(wěn)定以及柱溫和柱壓等隨機(jī)效應(yīng)和外部因素的敏感性，儀器運(yùn)行容易受到劇烈的分子質(zhì)量、保留時間和強(qiáng)度變化的影響。即使在同一分析平臺或機(jī)器上重復(fù)，所獲得的保留時間、峰強(qiáng)度等結(jié)果也可能顯示出較大的差異。
2、因此，在質(zhì)譜數(shù)據(jù)分析中，需要對復(fù)雜且信息豐富的色譜質(zhì)譜原始數(shù)據(jù)進(jìn)行廣泛的預(yù)處理和矯正，以消除不必要的系統(tǒng)變化，并保持所研究的不同樣品之間隱藏的真實(shí)生物學(xué)差異，這樣才能準(zhǔn)確解釋結(jié)果，正確評估樣本分類/鑒別和發(fā)現(xiàn)生物標(biāo)志物。
3、近些年主流的批次效應(yīng)去除策略主要分為基于穩(wěn)定同位素標(biāo)記內(nèi)標(biāo)(is)的歸一化和基于質(zhì)量控制(qc)的機(jī)器學(xué)習(xí)模型矯正。如基于單個或多個已知的is，在提取之前或之后添加到生物樣品中，通過比率響應(yīng)、nomis等算法，以消除非生物系統(tǒng)偏差。基于生物樣品中含有的特定質(zhì)量控制代謝物(qcm)，通過對共同參考樣品的重復(fù)測量，來評估樣品處理和檢測過程中引入的不必要變化的水平。基于在大規(guī)模實(shí)驗(yàn)中嵌入質(zhì)量控制樣本(qcs)重復(fù)，以量化批次內(nèi)和批次之間的方差，
4、但上述方法存在矯正精度有限，對照品穩(wěn)定性、覆蓋度、代表性、普適性、可獲得性不足及丟失絕對豐度信息等問題，且無法用于跨儀器平臺數(shù)據(jù)的整合。這是由于同一儀器上同一特征的峰強(qiáng)度在不同運(yùn)行批次中是存在線性關(guān)系的，但跨儀器平臺數(shù)據(jù)中同一特征的峰強(qiáng)度之間的關(guān)系是非線性的，且可能發(fā)生較大位移，導(dǎo)致真實(shí)信號(生物學(xué)差異)與技術(shù)噪聲(不必要的變化)強(qiáng)烈混合在一起，因此矯正難度較大。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、為解決現(xiàn)有跨儀器色譜質(zhì)譜強(qiáng)度矯正技術(shù)的不足，本專利技術(shù)在于提供一種色譜質(zhì)譜檢測用的特征離子信號強(qiáng)度矯正方法及系統(tǒng)，利用基于特征強(qiáng)度比例系數(shù)構(gòu)建的強(qiáng)度矯正曲線方法，矯正同儀器/實(shí)驗(yàn)中心、跨儀器/實(shí)驗(yàn)中心特征的強(qiáng)度，消除不同實(shí)驗(yàn)中心、不同儀器平臺帶來的特征強(qiáng)度的差異，從而實(shí)現(xiàn)多中心代謝組學(xué)數(shù)據(jù)的整合。
2、本專利技術(shù)為實(shí)現(xiàn)上述目的所采用的技術(shù)方案是：一種基于液相色譜質(zhì)譜的跨儀器強(qiáng)度矯正方法，包括以下步驟：
3、獲取兩臺色譜質(zhì)譜儀器采集的樣本數(shù)據(jù)，所述樣本數(shù)據(jù)包括梯度樣本、組學(xué)樣本；
4、對所述樣本數(shù)據(jù)進(jìn)行峰提取和峰對齊；
5、儀器內(nèi)強(qiáng)度矯正：在對齊后的梯度樣本、組學(xué)樣本中，分別選擇兩儀器采集的首個組學(xué)樣本數(shù)據(jù)作為參考樣本，剩余數(shù)據(jù)作為待矯正樣本；建立待矯正樣本到參考樣本的強(qiáng)度映射關(guān)系，以矯正同儀器樣本的強(qiáng)度；
6、儀器間強(qiáng)度矯正：在兩個色譜質(zhì)譜儀器的樣本數(shù)據(jù)中選擇各自的梯度樣本m，對每個化合物特征j建立關(guān)系函數(shù)；基于關(guān)系函數(shù)，根據(jù)第一色譜質(zhì)譜儀器采集數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)儀器間的強(qiáng)度矯正。
7、所述樣本數(shù)據(jù)包括梯度樣本、組學(xué)樣本。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于液相色譜質(zhì)譜的跨儀器強(qiáng)度矯正方法，其特征在于，對所述樣本數(shù)據(jù)進(jìn)行峰提取和峰對齊，具體為：
8、化合物特征在對應(yīng)樣本中的豐度值，表達(dá)為area(特征名,樣本名)；
9、根據(jù)標(biāo)品的質(zhì)量、已知加合形式、相對保留時間，標(biāo)記出n個內(nèi)標(biāo)對應(yīng)的特征i1～n，其余特征記為血清分子特征fj。
10、所述儀器內(nèi)強(qiáng)度矯正，包括以下步驟：
11、特征內(nèi)標(biāo)k在每臺色譜質(zhì)譜儀器的參考樣本、待矯正樣本中的強(qiáng)度組成強(qiáng)度對記為
12、對于每臺色譜質(zhì)譜儀，r表示參考樣本，s表示任意一個待矯正樣本，k為內(nèi)標(biāo)下標(biāo)；
13、基于所有強(qiáng)度對，使用正比例函數(shù)進(jìn)行擬合，得到強(qiáng)度矯正比例系數(shù)a：
14、
15、基于確定比例系數(shù)a的正比例函數(shù)，將所有特征的強(qiáng)度代入該函數(shù)，得到當(dāng)前色譜質(zhì)譜儀矯正后的強(qiáng)度。
16、所述正比例函數(shù)i′’＝a·is，其中，i′’表示儀器內(nèi)矯正后強(qiáng)度，a表示儀器內(nèi)強(qiáng)度矯正比例系數(shù)，is表示儀器內(nèi)待校正的特征強(qiáng)度。
17、所述儀器間強(qiáng)度矯正，包括以下步驟：
18、在兩個色譜質(zhì)譜儀器的樣本數(shù)據(jù)中選擇各自的梯度樣本m，對每個化合物特征j建立關(guān)系函數(shù)，得到比例系數(shù)βj：
19、
20、表示j特征在第一色譜質(zhì)譜儀器采集數(shù)據(jù)a的第i個梯度樣本中的強(qiáng)度，表示j特征在第二色譜質(zhì)譜儀器采集數(shù)據(jù)b的第i個梯度樣本中的強(qiáng)度，βj為比例系數(shù)；
21、基于確定比例系數(shù)βj的關(guān)系函數(shù)，將第一色譜質(zhì)譜儀器采集數(shù)據(jù)a中的sn樣本的特征j強(qiáng)度矯正為
22、所述正比例函數(shù)βj表示比例系數(shù)，ij′表示j特征的跨儀器矯正后強(qiáng)度，表示j特征在第一色譜質(zhì)譜儀器采集數(shù)據(jù)的樣本強(qiáng)度。
23、一種基于液相色譜質(zhì)譜的跨儀器強(qiáng)度矯正系統(tǒng)，包括：
24、數(shù)據(jù)獲取模塊，用于獲取兩個色譜質(zhì)譜儀器采集的樣本數(shù)據(jù)，所述樣本數(shù)據(jù)包括梯度樣本、組學(xué)樣本；
25、數(shù)據(jù)處理模塊，用于對所述樣本數(shù)據(jù)進(jìn)行峰提取和峰對齊；
26、儀器內(nèi)強(qiáng)度矯正模塊，用于在對齊后的梯度樣本、組學(xué)樣本中，分別選擇兩臺色譜質(zhì)譜儀器的首個組學(xué)樣本數(shù)據(jù)作為參考樣本，剩余數(shù)據(jù)作為待矯正樣本；建立待矯正樣本到參考樣本的強(qiáng)度映射關(guān)系，以矯正同儀器樣本的強(qiáng)度；
27、儀器間強(qiáng)度矯正模塊，用于在兩臺色譜質(zhì)譜儀器數(shù)據(jù)中選擇各自的梯度樣本m，對每個化合物特征j建立關(guān)系函數(shù)；基于關(guān)系函數(shù)，根據(jù)第一色譜質(zhì)譜儀器采集數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)儀器間的強(qiáng)度矯正。
28、一種基于液相色譜質(zhì)譜的跨儀器強(qiáng)度矯正裝置，包括存儲器和處理器；所述存儲器，用于存儲計(jì)算機(jī)程序；所述處理器，用于當(dāng)執(zhí)行所述計(jì)算機(jī)程序時，實(shí)現(xiàn)所述的一種基于液相色譜質(zhì)譜的跨儀器強(qiáng)度矯正方法。
29、一種計(jì)算機(jī)可讀存儲介質(zhì)，所述存儲介質(zhì)上存儲有計(jì)算機(jī)程序，當(dāng)所述計(jì)算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時，實(shí)現(xiàn)所述的一種基于液相色譜質(zhì)譜的跨儀器強(qiáng)度矯正方法。
30、本專利技術(shù)具有以下有益效果及優(yōu)點(diǎn)：
31、1.本專利技術(shù)設(shè)置兩步矯正。先解決同一儀器內(nèi)不同樣本之間的強(qiáng)度差異，再解決不同儀器間的強(qiáng)度差異。進(jìn)一步解釋是，鑒于質(zhì)譜儀器響應(yīng)原理的差異，設(shè)置兩步矯正，首先通過化學(xué)標(biāo)準(zhǔn)品矯正同一臺儀器的運(yùn)行狀態(tài)差異，減小同一儀器采集的批量樣本間的信號強(qiáng)度偏移，即減少檢測誤差，提高同儀器不同批次測量的重復(fù)性；再通過梯度樣本矯正跨儀器的響應(yīng)差異，有助于減小不同儀器間的變異，提高實(shí)驗(yàn)結(jié)果的一致性和可靠性。兩步矯正可以提高色譜質(zhì)譜分析的準(zhǔn)確性、重復(fù)性和可轉(zhuǎn)移性。
32、2.本專利技術(shù)設(shè)置濃度梯度，本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種基于液相色譜質(zhì)譜的跨儀器強(qiáng)度矯正方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于液相色譜質(zhì)譜的跨儀器強(qiáng)度矯正方法，其特征在于，所述樣本數(shù)據(jù)包括梯度樣本、組學(xué)樣本；
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于液相色譜質(zhì)譜的跨儀器強(qiáng)度矯正方法，其特征在于，所述儀器內(nèi)強(qiáng)度矯正，包括以下步驟：
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種基于液相色譜質(zhì)譜的跨儀器強(qiáng)度矯正方法，其特征在于，所述正比例函數(shù)I′’＝a·IS，其中，I′’表示儀器內(nèi)矯正后強(qiáng)度，a表示儀器內(nèi)強(qiáng)度矯正比例系數(shù)，IS表示儀器內(nèi)待校正的特征強(qiáng)度。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于液相色譜質(zhì)譜的跨儀器強(qiáng)度矯正方法，其特征在于，所述儀器間強(qiáng)度矯正，包括以下步驟：
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種基于液相色譜質(zhì)譜的跨儀器強(qiáng)度矯正方法，其特征在于，所述正比例函數(shù)βj表示比例系數(shù)，Ij′表示j特征的跨儀器矯正后強(qiáng)度，表示j特征在第一色譜質(zhì)譜儀器采集數(shù)據(jù)的樣本強(qiáng)度。
7.一種基于液相色譜質(zhì)譜的跨儀器強(qiáng)度矯正系統(tǒng)，其特征在于，包括：
8.一種基于液相色譜質(zhì)
9.一種計(jì)算機(jī)可讀存儲介質(zhì)，其特征在于，所述存儲介質(zhì)上存儲有計(jì)算機(jī)程序，當(dāng)所述計(jì)算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時，實(shí)現(xiàn)如權(quán)利要求1-6任一項(xiàng)所述的一種基于液相色譜質(zhì)譜的跨儀器強(qiáng)度矯正方法。
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種基于液相色譜質(zhì)譜的跨儀器強(qiáng)度矯正方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于液相色譜質(zhì)譜的跨儀器強(qiáng)度矯正方法，其特征在于，所述樣本數(shù)據(jù)包括梯度樣本、組學(xué)樣本；
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于液相色譜質(zhì)譜的跨儀器強(qiáng)度矯正方法，其特征在于，所述儀器內(nèi)強(qiáng)度矯正，包括以下步驟：
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種基于液相色譜質(zhì)譜的跨儀器強(qiáng)度矯正方法，其特征在于，所述正比例函數(shù)i′’＝a·is，其中，i′’表示儀器內(nèi)矯正后強(qiáng)度，a表示儀器內(nèi)強(qiáng)度矯正比例系數(shù)，is表示儀器內(nèi)待校正的特征強(qiáng)度。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于液相色譜質(zhì)譜的跨儀器強(qiáng)度矯正方法，其特征在于，所述儀器間強(qiáng)度矯正，包括以下步驟：
6.根據(jù)...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：張尚，趙重陽，苗志偉，丁崗，張沱，
申請(專利權(quán))人：摩賽恩科技大連有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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