[发明专利]一种基于污染物代谢扰动的非目标生物标志物高通量筛查方法有效

专利信息
申请号: 202010338854.6 申请日: 2020-04-26
公开(公告)号: CN111505141B 公开(公告)日: 2021-01-26
发明(设计)人: 韦斯;李昱茜;于红霞;于南洋 申请(专利权)人: 南京大学
主分类号: G01N30/02 分类号: G01N30/02;G01N30/06;G01N30/08;G01N30/86
代理公司: 江苏瑞途律师事务所 32346 代理人: 陈彬
地址: 210023 *** 国省代码: 江苏;32
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摘要:
搜索关键词: 一种 基于 污染物 代谢 扰动 目标 生物 标志 通量 方法
【说明书】:

发明公开了一种基于污染物代谢扰动的非目标生物标志物高通量筛查方法,属于环境暴露与健康领域,其步骤为:(1)提取得到待测提取液;(2)色谱分析,得到含有色谱峰的谱图;(3)进行污染物特征峰的识别与标注,并将污染物特征峰之外的色谱峰作为潜在代谢物特征峰,对潜在代谢物特征峰进行非目标标注;(4)以所述潜在代谢物特征峰的峰面积为因变量,污染物特征峰峰面积为自变量,建立线性回归模型;(5)运行模型,进行生物标志物的非目标筛选,初步得到相关的生物标志物;(6)对初步得到的生物标志物的一级、二级谱图进行鉴定,识别出与污染物暴露相关的生物标志物。

技术领域

本发明属于环境暴露与健康领域,具体涉及一种基于污染物代谢扰动的非目标生物标志物高通量筛查方法。

背景技术

随着科学技术的发展,人们生活的水平不断提高,产生的污染物也在不断增加,这些物质被释放到环境中并在环境中累积。生物体暴露在各种环境介质中,环境中的污染物可能通过触摸、呼吸、饮食等多种途径进入生物体,从而造成外暴露向内暴露的转化。进入生物体的外源环境污染物会对生物体造成潜在威胁,有大量证据表明接触特定化学物质可能会导致疾病。

生物标志物是生物体在受到严重毒性作用前观测到异常变化的信号指标,目前,生物标志物的组学技术包括基因组、蛋白组、代谢组学等。其中代谢组学对小分子代谢物进行定性定量研究,被认为是和表型最接近的组学研究。近年来代谢组学的发展迅速,但相关研究仍然落后于基因组学和蛋白组学。研究环境污染物造成的代谢组扰动可以填补这部分空白,从而实现对毒性的预测,有助于对污染物进行科学管控。

目前的代谢组学研究存在的问题在于:一方面是筛查通量不足,大部分的研究为靶向研究,导致不在研究范围内的生物标志物容易被忽略,从而影响筛查的准确性;另一方面,由于环境污染物与生物体代谢物都具有复杂性,代谢组学的相关性研究是难点,统计学工具需要优化。

鉴于现有技术的缺陷,亟需发展一种通量高、准确度高的代谢组生物标志物的筛查方法。

发明内容

1.要解决的问题

针对现有技术针对代谢组学的研究存在的筛查通量不足,准确度低的问题,本发明的筛查方法,首先进行潜在代谢物的非目标筛查,再逐步缩小范围得到小范围的生物标志物数量,能够保证筛查的更全面,实现高通量、准确地筛选并识别生物标志物,为毒性的预测和污染物风险评价与管控提供科学依据。

2.技术方案

为了解决上述问题,本发明所采用的技术方案如下:

本发明提供了一种基于污染物代谢扰动的非目标生物标志物高通量筛查方法,包括以下步骤:

(1)样品的提取:样品处理、提取生物样本中的污染物与代谢物,得到待测提取液;

(2)色谱分析:通过高效液相色谱-飞行时间质谱联用仪对待测提取液进行全扫描分析检测,得到含有色谱峰的谱图;

(3)污染物标注与潜在代谢物非目标标注:针对所述谱图进行污染物特征峰的识别与标注,并将污染物特征峰之外的色谱峰作为潜在代谢物特征峰,对潜在代谢物特征峰进行非目标标注;

(4)建立模型:以所述潜在代谢物特征峰的峰面积为因变量,所述污染物特征峰的峰面积为自变量,建立线性回归模型;

(5)生物标志物的非目标筛选:运行所述模型,进行生物标志物的非目标筛选,初步筛选得到相关的生物标志物;

(6)生物标志物鉴定:对步骤(5)得到的生物标志物的一级谱图、二级谱图进行鉴定,识别出与污染物暴露相关的生物标志物。

优选的,所述方法还包括步骤(7):利用校正方法校正所述模型,运行校正后的模型,重复(5)-(6)的步骤。

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