[发明专利]金字塔型筛选方法对内源性代谢产物进行分类与鉴定的方法

说明书

技术领域

本发明属于生物样本的数据后处理技术领域，涉及体内内源性物质的筛选与鉴别的过程处理技，更具体的说是一种采用金字塔型筛选方法对内源性代谢产物进行分类与鉴定的方法。

背景技术

如今，随着数据后处理技术的不断发展，质量亏损过滤（Mass defect filtering, MDF）、诊断碎片过滤（Diagnostic fragments filtering, DFF）与中性丢失过滤（Neutral loss filtering, NLF）在物质的筛选与鉴别方面显示出独特的优势。质量亏损过滤是指化合物分子的准确质量数与其最接近的整数值之间的差值，一般根据同一类化合物具有相同的母核结构的特征，通过某一质量亏损范围，从而筛选与鉴别出某类化合物。目前，质量亏损过滤技术已经应用在检测与表征生物基质代谢物、药物设计、中草药中物质分析以及脂质种类的成像等方面，然而其在代谢组学领域未见报道。由于体内内源性物质成分复杂，虽然可对不同类别的物质进行区分，但不同类别物质的质量亏损范围存在相互重叠与交叉的现象，因此不能对其进行准确的分类。同时我们注意到，虽然体内内源性物质种类繁多、化学组成复杂，但同一类别的物质具有相似或相同的母核结构，致使同类物质在质谱碰撞诱导的过程中存在相同的断裂行为。从而，诊断碎片过滤与中性丢失过滤被应用于物质筛选与鉴定过程中。诊断碎片是指同类化合物在质谱断裂过程中均可以形成的特征碎片离子，因此诊断碎片的方法可以用于不同类别物质的筛选以及已知与未知化合物的分类及鉴定。中性丢失是指一级质谱（MS1）与二级质谱（MS2）之间的质量差值（m），利用质量差值可对具有某一类特征取代基团的物质进行粗略的分类。然而，发现不同类别的化合物存在共用一个诊断碎片或中性丢失的情况，导致物质筛选过程中易出现混淆，假阳性的结果增多。由于不同碰撞能量诱导所产生的母离子与碎片离子的丰度差异较大，如果单独的研究某一特定碰撞能下的物质裂解规律可能会造成碎片信息的丢失，而致假阳性结果。许国旺等利用不同碰撞能量裂解下的碎片结合HPLC-MS对慢性乙型肝炎进行分析，弥补了单一碰撞能量下的信息丢失。因此，对于复杂的体内内源性物质的筛选与鉴别的过程，亟需一个快速、准确的数据后处理方法。

发明内容

本发明可以从复杂生物样本中准确提取多类物质，这对内源性代谢物的分类、鉴定以及快速发现潜在生物标记物具有重要的意义。本发明在一定程度上解决了代谢组学中的关键难题——代谢物的分类与鉴别，这将有利于代谢组学的进一步发展。

为实现上述目的，本发明公开了如下的技术内容：

一种采用金字塔型筛选方法对内源性代谢产物进行分类与鉴定的方法，其特征在于按如下的步骤进行：

（1）将由Masslynx软件提取的色谱峰数据导入Excel表格中；

（2）根据不同能量碰撞裂解的过程，在正离子模式下，查找母离子要符合[M+H]⁺、[M+Na]⁺、[M+K]⁺或[M+H+Na]⁺的条件；在负离子模式下，查找母离子要符合[M-H]^-或[M-HAC]^-的条件，对碎片离子进行合并；

（3）利用金字塔型筛选方法，对大量的生物样本数据进行不同类别的目标化合物的分类与筛选：

（4）经HMDB与KEGG等数据库查询验证，进一步确认目标化合物结构等信息；其中所述的金字塔型筛选方法指的是：

1）当化合物分子质量与质量亏损值分别在60.0-204.1和-0.0046-0.1150范围内时，则此类物质属于第I类物质，随后对不同能量碰撞诱导下的离子碎片进行进一步筛选，正离子模式下，若丢失NH₃和HCOOH的中性丢失碎片，则为氨基酸；若丢失NH₃的中性丢失碎片，则为碱基或单胺类神经递质；负离子模式下，若丢失CO₂的中性丢失碎片，则为有机酸；