[发明专利]一种代谢混合物MS/MS质谱的仿真生成方法及系统

摘要

本发明公开一种代谢混合物MS/MS质谱的仿真生成方法及系统。本发明不依赖于真实实验，可通过修改参数设定，大量产生所需的代谢混合物MS/MS仿真质谱，其成本极低，样本量不受采集条件限制。此外，当条件与环境变动时，也无需重新设计并进行实验；有助于提升代谢组学的研发效率。本发明使用非线性回归模型生成MS/MS仿真质谱，避免了传统算法中简单线性叠加所带来的准确性问题。此外，通过统计真实代谢质谱数据建立噪声概率模型，涵盖了现实应用中需要面临的复杂干扰情况。所生成的质谱数据更符合实际，可有效指导代谢组学的前期研发，并部分用于算法性能的验证。

主权项

1.一种代谢混合物MS/MS质谱的仿真生成方法，其特征在于，包括步骤：A、设所需仿真的混合物质内包含N种代谢物所述N种代谢物的真实MS/MS质谱对应为S＝{S₁,S₂,…S_n…,S_N}，其中任意S_n＝[(m₁,i₁),(m₂,i₂),…(m_d,i_d),…]，m_d、i_d分别为第d条谱线的质核比与强度值；B、根据每个代谢物的真实MS/MS质谱，统计每个代谢物的噪声概率模型；C、根据每一代谢物的噪声概率模型生成Φ中相应代谢物的仿真质谱组；D、根据所有代谢物的仿真质谱组，依次产生代谢混合物MS/MS仿真质谱；E、设置最大生成仿真数量为L，将每次产生的代谢混合物MS/MS仿真质谱组成S*＝{S*1,S*2,…,S*L}，并作为生成结果输出；所述步骤B具体包括：B1、设当前输入为第n个代谢物的真实MS/MS质谱Sn，Sn＝[(m1,i1),(m2,i2),…(md,id),…]，提取其质核比矢量为M＝[m1,m2,…]，强度矢量为I＝[i1,i2,…]；B2、对于M中的每个质核比数值，取其小数部分，形成质核偏移矢量T＝[t1,t2,…]；B3、计算T的均值为μT，方差为σT，从而构造质核比概率模型为正态分布N(μT,σT)；B4、计算I的均值为μI，方差为σI，构造强度概率模型为正态分布N(μI,σI)；B5、从而得到第n个代谢物的噪声概率模型为Pn＝[N(μT,σT),N(μI,σI)]；所述步骤D具体包括：D1、从每个代谢物的仿真质谱组S*n,n＝1,2,…,N中，各随机选择一个质谱S*n,K,k∈K，共计N个；将其中所有谱线混合，组成新的质谱矢量Sl＝[(m1′,i1′),(m2′,i2′),…]；D2、提取Sl的质核比矢量为Ml，计算其质核比概率模型为Nl(μT′,σT′)；D3、使用回归算法对Sl进行建模形成非线性模型Rl；D4、对于Ml中的每个md′，使其产生一个服从Nl(μT′,σT′)分布的随机偏移值t′：m*d′＝md′+t′，并使用Rl计算对应的强度值为i*d′，构成新的仿真谱线(m*d′,i*d′)，将所有仿真谱线组成代谢混合物MS/MS仿真质谱S*l＝[(m*1,i*1),(m*2,i*2),…]，作为当前输出；D5、更新计数器l＝l+1，若l

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