[发明专利]一种质谱数据谱图信号校准方法及装置

说明书

本发明公开一种质谱数据谱图信号校准方法，包括以下步骤：获取原始谱图；建立标准采样时间点与质谱数据的一一映射关系；构建二维小波变换矩阵X(γ,μ)，完成谱峰识别以及峰位置标记；建立重叠峰拆分数学模型，识别谱峰中的重叠峰并完成拆分；使用NM算法优化谱峰的中心坐标和半峰宽，优化完成后对每个信号峰进行高斯拟合；寻找标志峰，建立标志峰的精确质量数与实际对应采样时间的映射关系；记录不重叠时的所对应的ΔPi；用各分段的位移量ΔPi校正相应的分段Si(x)的质谱数据，得到目标尺度下的对齐谱S(x)。本发明具有操作简单明了、分析效率高、校准准确等显著优势，有效改善了谱图数据处理的准确性与可靠性。

【技术领域】

本发明涉及质谱分析技术领域，尤其涉及一种质谱数据谱图信号校准方法及装置。

【背景技术】

在质谱系统实验过程中，系统采集的谱图会受到诸如环境温度、进样速率、电磁干扰、系统噪声等多方面因素的干扰，这些干扰会使所采集的谱图产生畸变、漂移等失真现象，即使是相同的样品，在不同仪器以及条件下测得的谱图也不尽相同。同时，也会在谱图中加入许多无规则噪声，这些噪声能够降低有效信号的信噪比，对识别产生不利影响。在系统应用过程中，由于采样的时间、环境等因素不同，每次实验采集的谱图都存在差异，如果不经处理，这些外界因素引起的差异将会覆盖不同样品图谱之间本身的差异，导致识别错误。然而，现有的质谱数据处理模型中具有操作较为复杂、效率较低以及校准不够准确的问题，不能满足谱图数据处理中对于准确性与可靠性的需求。

鉴于此，实有必要提供一种质谱数据谱图信号校准方法及装置以克服上述缺陷。

【发明内容】

本发明的目的是提供一种质谱数据谱图信号校准方法及装置，旨在改善现有的质谱数据处理模型中具有操作较为复杂、效率较低以及校准不够准确的问题，实现多中心、多节点原始数据漂移的对齐与统一分析，有效改善谱图数据处理的准确性与可靠性，具有操作简单明了、分析效率高、校准准确等显著优势。

为了实现上述目的，本发明一方面是提供一种质谱数据谱图信号校准方法，包括以下步骤：

步骤S11：获取原始谱图，并设定S(x)为待对齐谱，R(x)为参考谱；其中，所述原始谱图为一个2列31666行的质谱数据，第1列记录精确质量数，第2列记录信号强度；

步骤S12：设定采样时间间隔为t，建立标准采样时间点与所述质谱数据的一一映射关系；将所述采样时间间隔t均分10等分，使采样点从31666扩大为316660；

步骤S13：构建二维小波变换矩阵X(γ,μ)；其中，γ与μ分别设定为变换尺度及变化位移，在设定的γ与μ范围内对所述原始谱图进行连续小波变换，并通过判别谱峰上升沿与下降沿斜率，完成谱峰识别以及峰位置标记；

步骤S14：建立重叠峰拆分数学模型，结合小波变换所识别及标记的峰位置，采用平滑优化处理算法以及傅立叶去卷积和空域反卷积处理方法，识别所述谱峰中的重叠峰并完成拆分，获得多个信号峰；

步骤S15：使用NM算法优化所述谱峰的中心坐标和半峰宽，优化完成后对所述原始谱图中每个信号峰进行高斯拟合；

步骤S16：寻找标志峰，建立所述标志峰的精确质量数与实际对应采样时间的映射关系；其中，设定所述待对齐谱S(x)的谱图分段S_i(x)(i＝1,2,...)，并计算各分段S_i(x)相对于所述参考谱R(x)对应分段的漂移量ΔP_i；按ΔP_i移动对应的分段S_i(x)，若与相邻分段S_i-1(x)或S_i+1(x)发生谱峰重叠，则使ΔP_i＝ΔP_i-1(ΔP_i≥0)，直到谱峰不发生重叠为止，记录不重叠时的所对应的漂移量ΔP_i；