[发明专利]一种基于气相/液相色谱质谱平台的数据分析系统

说明书

本发明公开了一种基于气相/液相色谱质谱平台的数据分析系统，包括质谱信号预处理、物质鉴定、数据调理、基于多种单维和多维统计学方法的差异代谢物筛选、聚类分析、相关分析、ROC曲线分析、广义线性回归分析、通路分析、富集分析、效能分析等代谢组学数据挖掘领域的若干个典型功能。本发明实现了对色谱质谱检测所得原始数据进行一站式处理和挖掘，显著提高分析效率和标准化程度，降低操作难度。系统模块化搭建，多个模块之间相互独立，多个功能可自由组合使用。除了大量可控参数和独立的功能模块，还为批量处理和初级用户提供了简化流程。

技术领域

本发明属于计算机操作系统领域，具体涉及一种基于气相/液相色谱质谱平台的数据分析系统。

背景技术

代谢组学是以生物系统内的小分子代谢物为研究对象，运用高通量高灵敏度仪器进行检测，分析其不同生理或病理状态下的波动或变化以及其通路特点。这些高通量检测仪器产生的海量数据具有高维度、高噪音和高变异性的特点，且数据之间具有复杂的相关性和冗余性，因而数据分析与处理被视为代谢组学研究的一大难点。

近年来随着代谢组学的不断发展和广泛应用，各种代谢组学分析工具也相继涌现。其中包括经典的算法、分析工具以及多功能分析软件等，例如经典工具XCMS、AMDIS、SIMCAP，以及综合型分析工具如metaboAnalyst、W4M、XCMSonline、Galaxy-M等。这些经典的算法和分析工具为本软件的搭建和开发提供了可能。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足之处，本发明的目的在于提供一种基于气相/液相色谱质谱平台的数据分析系统，旨在实现对质谱数据从原始数据的预处理、物质鉴定、数据调理、定性定量分析、差异分析、相关分析到通路分析、富集分析以及效能分析一站式服务，极大地提高了工作效率、降低了代谢组学研究中的数据分析难度。

为了达到上述目的，本发明采取了以下技术方案：

一种基于气相/液相色谱质谱平台的数据分析系统，包括

液相色谱-质谱原始数据预处理模块，其通过调用‘metaMS’R包中的‘runLC()’函数，用于完成液相色谱质谱原始数据的预处理；

气相色谱-质谱原始数据预处理模块，其通过调用函数对气相色谱质谱原始数据进行预处理；

物质鉴定模块，其提供自建库和公共库数据，并用于对气质数据和液质数据进行成分鉴定，输入为经液相色谱-质谱原始数据预处理模块和气相色谱-质谱原始数据预处理模块处理后的峰列表文件和/或质谱信息，输出为鉴定后的峰列表、筛选后的峰列表及物质详情文件；

数据调理模块，其用于对预处理数据进行数据清洗、调理和转换，输入所述鉴定以及筛选后的峰列表文件，输出处理后的峰列表文件；

统计分析模块，其提供单维和多维统计分析方法，并用于对数据分析，输入所述处理后的峰列表文件，输出统计分析详情和差异物筛选结果文件；

通路分析和富集分析模块，其将代谢物与人类代谢组数据库、京都基因与基因组百科全书、有机小分子生物活性数据库进行整合分析，得到化合物相应的ID号码、详细信息和通路信息；

控制中心模块，其分别与所述液相色谱质谱原始数据预处理模块、所述气相色谱质谱原始数据预处理模块、所述物质鉴定模块、所述数据调理模块、所述统计分析模块、所述通路分析和富集分析模块串口连接，并用于接收和处理数据信号。

优选的，所述控制中心模块包括简化流程模块，所述简化流程模块为所述控制中心模块提供一键式快捷分析流程指令。

优选的，所述液相色谱质谱原始数据的预处理包括：色谱峰提取、峰分组、保留时间校正和缺失值填充。

优选的，所述气相色谱质谱原始数据预处理方式包括：第一，通过调用‘metaMS’R包中的‘runGC()’函数，完成峰提取、伪谱鉴定及伪谱删除；