[发明专利]一种色谱-质谱代谢组学数据分析的新方法

摘要

本发明为一种色谱-质谱代谢组学数据分析的新方法，属于分析化学技术领域。该方法基于色谱-质谱数据特征，通过建立代谢物的质谱库XMet，然后将XMet投影至由研究体系中各个样品建立的统计分析模型，从而可得到代谢物投影得分矩阵TMet，将TMet的前二列绘图即可得出差异性的代谢物，并通过检索XMet及质谱数据库即可对差异性代谢物进行定性鉴别。该方法在原有方法的基础上，建立了一种可对色谱-质谱代谢数据进行分析的新方法，从而可方便地筛选差异性代谢物并可直接进行定性鉴别，从而有效地解决现有色谱-质谱代谢组学数据分析策略中存在的问题。

主权项

一种色谱‑质谱代谢组学数据分析的方法，包含以下步骤：(1)代谢物峰的识别首先从研究体系(包括正常组、模型组、给药组)的各个样品中取出相同体积，混合后建立质控(QC)样品；取QC样品的总离子流色谱(TIC)数据，选取其中信噪比大于3的色谱峰(记为peak_i)，采用化学计量学方法对peak_i进行纯度检测：对于纯色谱峰，记录每个色谱峰的左(记为Lpeak_i)、右边界(记为Rpeak_i)及峰值处(记为Apeak_i)的保留时间；对于经纯度检验判定为重叠的色谱峰，采用化学计量学方法进行解析，获得重叠色谱峰中包含的纯色谱与纯质谱信息；(2)代谢物纯质谱库的建立基于QC样品的色谱‑质谱数据，对于每个色谱峰peak_i，将其在Lpeak_i和Rpak_i保留时间范围内的所有质谱数据进行加和、平均，以获得可表征色谱峰peak_i对应代谢物的质谱信息；对于重叠色谱峰，采用化学计量学方法解析得到的纯质谱可直接作为表征重叠色谱峰所包含代谢物的质谱信息；将上述二部分质谱信息合并，即可得到QC样品中所包含的代谢物的纯质谱库(记为XMet)；XMet里包含了研究体系中所有样品的代谢物的纯质谱信息；(3)统计分析模型的建立对于研究体系中的每个样品，将其在每个质荷比(m/z)处记录得到的色谱数据进行加和，以得到其总质谱；将所有样品的总质谱对齐，然后合并得到研究体系中各个样品的总质谱数据Xm×n，其中m为样品数，n为质谱通道数；对Xm×n进行主成分分析(PCA)或偏最小二乘‑判别分析(PLS‑DA)，建立统计分析模型，得到Xm×n的得分(T)和载荷(P)矩阵；(4)代谢物投影分析按照下列公式，将XMet投影至上述统计分析模型中的载荷矩阵P，即可得到XMet的得分矩阵TMet：TMet＝XMetP将TMet矩阵的前二列绘图，则图上每个点表征一个代谢物，TMet图中远离原点的代谢物即为差异性的代谢物；根据TMet图上差异性代谢物的编号，可检索XMet得出相应的质谱信息，最后通过检索质谱数据库即可对差异性代谢物进行定性鉴别。