[发明专利]用于通过质谱法从参考亚群的集合中鉴定未知微生物亚群的方法

说明书

一种用于通过质谱法来鉴定参考亚群的集合中的未知微生物亚群的方法，包括基于获取的被鉴定为属于群的亚群的微生物的学习谱的至少一个集合来对每个相关联的亚群构建一个知识库和一个分类模型的步骤，并且包括：o构建调整模型，允许基于各个亚群共有的参考质荷比来校正获取的谱的质荷比偏移，o调整学习谱的所有的峰列表的质荷比。o基于经调整的学习谱来对每个亚群构建一个分类模型和相关联的知识库。

技术领域

本发明涉及通过谱测定法对微生物(特别是细菌)进行分类的领域。本发明特别适用于通过质谱法，例如基质辅助激光解吸/电离飞行时间质谱法(MALDI-TOF MS)，来鉴定(identification)微生物。

背景技术

已知使用谱测定法或谱学来鉴定微生物，具体而言鉴定细菌。为此，制备待鉴定的未知微生物的样品，然后获取样品的质谱并进行预处理，具体地是去除噪声、平滑信号并减去基线。然后执行检测所获取的谱中存在的峰的步骤。然后使用与从参考峰列表构建的知识库的数据相关联的分类工具来对如此获得的谱的峰进行分类，每个列表与一种鉴定的微生物或一个鉴定的微生物群(菌株、类、目、科、属、种等)相关联。

更准确地说，通过分类对微生物的鉴定通常包括：

●第一步骤，通过监督学习方法依据预先已知其群、更具体而言预先已知其种的微生物的所谓的“学习”质谱来构建与知识库相关联的分类模型，分类模型和知识库一起定义了区分这些各个群的规则；

●第二步骤，通过以下步骤来鉴定特定的未知微生物：

○获取后者的质谱；以及

○针对获取的谱应用与相关联的知识库相关的分类模型(即，预先构建的模型和知识库)，以便确定该未知微生物所属的至少一个群，更具体地而言所属的一个种。

通常，基于质谱分析法的鉴定装置包括质谱仪和用于处理信息的计算机单元，计算机单元部分地或完全集成到质谱仪中或通过通信网络(例如，一个或多个个人计算机、服务器、印刷电路板、数字信号处理器(或DSP)、以及通常能够接收数据、储存它们、处理它们并产生作为输出的经处理的数据(例如，为了将其储存在计算机存储器中和/或将其在屏幕上显示)的任何基于微处理器的系统，该系统本身可以包括负责处理特定数据并在其中通信的一个或多个基于微处理器的单元)连接到后者，接收测量的谱并实施上述第二步骤。这样的鉴定装置例如是第一步骤是由构建知识库和分类模型并在客户开发之前将其集成到机器中的装置制造商所实施的部分。此外，某些装置允许它们的用户更新其自身的知识库和相关联的分类模型。

为了通过MALDI-TOF谱测定法获取样品的质谱，所述样品被沉积在包括各个接收位置的支持器上，该支持器也称为板。然后用允许样品结晶的基质来覆盖样品。

在使用中，必须定期校准基于质谱法的鉴定装置，以便保证在经分析的谱中预期的质荷比的测量的准确度和精度。存在两种常规技术，并且它们被常规地执行以便保证这些参数。

外部校准是在大多数质谱装置上常规执行的技术。对于该技术，将标准混合物(或外部校准物)沉积在与样品在板上的位置分开的位置，该板将样品保持在装置中。外部校准包括调整其成分已知的标准混合物的质谱的质荷比轴(m/z轴)，以使得观察到的峰与其理论位置一致，参考峰列表对应于针对这一标准物预先定义的特征性质荷比。在外部校准中，以预期位置的给定公差，在标准混合物的谱的峰列表中寻找与这些特征性质荷比相对应的参考峰的存在。然后根据每个发现的参考质荷比的观察到的位置重新对准标准混合物的谱。随后，将为了重新对准标准混合物的谱而应用的变换应用于待分析样品的谱，以便重新对准其在m/z轴上的位置。

该方法的优点是可以对非常少量的样品起作用，而不会有信号抑制的风险。然而，外部校准的精度不足以对微生物进行分类，特别是在物种级别以下的分类级别。