金字塔型筛选方法对内源性代谢产物进行分类与鉴定的方法技术

本发明专利技术公开了一种采用金字塔型筛选方法对内源性代谢产物进行分类与鉴定的方法。它是将由Masslynx软件提取的色谱峰数据导入Excel表格中；根据不同能量碰撞裂解的过程，在正离子模式下，查找母离子要符合[M+H]+、[M+Na]+、[M+K]+或[M+H+Na]+的条件；在负离子模式下，查找母离子要符合[M-H]-或[M-HAC]-的条件，对碎片离子进行合并；利用金字塔型筛选方法，对大量的生物样本数据进行不同类别的目标化合物的分类与筛选：经HMDB与KEGG等数据库查询验证，进一步确认目标化合物结构等信息。本发明专利技术对脂质组学、石油化工、中药分析等领域中化合物的分类、鉴定、发现、分离都有着重要的指导意义。

【技术实现步骤摘要】
金字塔型筛选方法对内源性代谢产物进行分类与鉴定的方 法
本专利技术属于生物样本的数据后处理
，涉及体内内源性物质的筛选与鉴别 的过程处理技，更具体的说是一种采用金字培型筛选方法对内源性代谢产物进行分类与鉴 定的方法。
技术介绍
如今，随着数据后处理技术的不断发展，质量亏损过滤（Mass defect filtering, MDF)、诊断碎片过滤（Dia即ostic fragments filtering, DFF)与中性丢失过滤（Neutral loss filtering, NLF)在物质的筛选与鉴别方面显示出独特的优势。质量亏损过滤是指化 合物分子的准确质量数与其最接近的整数值之间的差值，一般根据同一类化合物具有相同 的母核结构的特征，通过某一质量亏损范围，从而筛选与鉴别出某类化合物。目前，质量亏 损过滤技术已经应用在检测与表征生物基质代谢物、药物设计、中草药中物质分析W及脂 质种类的成像等方面，然而其在代谢组学领域未见报道。由于体内内源性物质成分复杂，虽 然可对不同类别的物质进行区分，但不同类别物质的质量亏损范围存在相互重叠与交叉的 现象，因此不能对其进行准确的分类。同时我们注意到，虽然体内内源性物质种类繁多、化 学组成复杂，但同一类别的物质具有相似或相同的母核结构，致使同类物质在质谱碰撞诱 导的过程中存在相同的断裂行为。从而，诊断碎片过滤与中性丢失过滤被应用于物质筛选 与鉴定过程中。诊断碎片是指同类化合物在质谱断裂过程中均可W形成的特征碎片离子， 因此诊断碎片的方法可W用于不同类别物质的筛选W及已知与未知化合物的分类及鉴定。 中性丢失是指一级质谱（MSI)与二级质谱（MS2)之间的质量差值（m)，利用质量差值可对具 有某一类特征取代基团的物质进行粗略的分类。然而，发现不同类别的化合物存在共用一 个诊断碎片或中性丢失的情况，导致物质筛选过程中易出现混淆，假阳性的结果增多。由于 不同碰撞能量诱导所产生的母离子与碎片离子的丰度差异较大，如果单独的研究某一特定 碰撞能下的物质裂解规律可能会造成碎片信息的丢失，而致假阳性结果。许国胚等利用不 同碰撞能量裂解下的碎片结合HPLC-MS对慢性己型肝炎进行分析，弥补了单一碰撞能量下 的信息丢失。因此，对于复杂的体内内源性物质的筛选与鉴别的过程，亟需一个快速、准确 的数据后处理方法。
技术实现思路
本专利技术可W从复杂生物样本中准确提取多类物质，该对内源性代谢物的分类、鉴 定W及快速发现潜在生物标记物具有重要的意义。本专利技术在一定程度上解决了代谢组学中 的关键难题一代谢物的分类与鉴别，该将有利于代谢组学的进一步发展。 为实现上述目的，本专利技术公开了如下的
技术实现思路
： 一种采用金字培型筛选方法对内源性代谢产物进行分类与鉴定的方法，其特征在于按 如下的步骤进行： (1) 将由Masslynx软件提取的色谱峰数据导入Excel表格中； (2) 根据不同能量碰撞裂解的过程，在正离子模式下，查找母离子要符合[M+田\ [M+Na]\ [M+时+或[M+H+Nar的条件；在负离子模式下，查找母离子要符合[M-田-或 [M-HACr的条件，对碎片离子进行合并； (3) 利用金字培型筛选方法，对大量的生物样本数据进行不同类别的目标化合物的分 类与筛选： (4) 经HMDB与KEGG等数据库查询验证，进一步确认目标化合物结构等信息；其中所述 的金字培型筛选方法指的是： 1) 当化合物分子质量与质量亏损值分别在60. 0-204. 1和-0. 0046-0. 1150范围内时， 则此类物质属于第I类物质，随后对不同能量碰撞诱导下的离子碎片进行进一步筛选，正 离子模式下，若丢失畑3和HCOOH的中性丢失碎片，则为氨基酸；若丢失畑3的中性丢失碎 片，则为碱基或单胺类神经递质；负离子模式下，若丢失(?的中性丢失碎片，则为有机酸； 2) 当化合物分子质量与质量亏损值分别在227. 0-364. 3和0. 0695-0. 240范围内 时，则此类物质属于第II类物质，即核巧和类固醇激素；在正离子模式下，若含有m/z 97. 06 [C化0r 和 m/z 109. 06 [C7H9O] + 的诊断碎片和对应 0. 0643-0. 0662 和 0. 0642-0. 0663 化的诊断碎片质量亏损范围时，则为类固醇激素；在负离子模式下，若含有m/z 145. 06 [CwHgOr的诊断碎片和0. 0638-0. 0667化的诊断碎片质量亏损范围，则为雌激素； 正离子模式下，若丢失巧服03和巧服04中性丢失碎片，则为核巧； 3) 当化合物分子质量与质量亏损值分别在412. 2-607. 5和0. 2385-0. 4576范 围内时，则此类物质属于第III类物质，即LPEs和LPCs;正离子模式下，若含有m/z 184. 07 [C吊uN04Pr的诊断碎片和0. 0720-0. 0757化的诊断碎片质量亏损范围，则为LPCs ; 若丢失咕&側4巧的中性丢失碎片，则为LPEs ; 4) 当化合物分子质量与质量亏损值分别在635. 4-915. 8和0. 4369-0. 8125范围内 时，则此类物质属于第IV类物质，即PCs/阳s/PSs/PIs/PAs/PGs物质；正离子模式下，若 含有m/z 184. 07 [CsHisNOaP]+的诊断碎片和0.0720-0. 0757化的诊断碎片质量亏损范 围，则为PCs ;若丢失咕&側4巧的中性丢失碎片，则为PEs ;负离子模式下，若含有m/z 241. Ol [CeHioPOsF的诊断碎片和0. 0088-0. 0137 Da的诊断碎片质量亏损值范围，则为PIs ; 若含有m/z 152. 99[CjHePOg]-的诊断碎片和0. 9937-0. 9968化的诊断碎片质量亏损范围，贝U 为PAs/PGs ;若丢失（C3&N02)的中性丢失碎片，则为PSs,最终对已筛选出的不同类别的化 合物，进行HMDB数据库的查询，W期快速准确的筛选出目标化。 本专利技术更加详细的步骤如下： 1、将由Masslynx软件提取的色谱峰数据导入Excel表格中。 2、根据不同能量碰撞裂解的过程，母离子在质谱中随碰撞能量的逐渐升高，响应 值逐渐降低，然而碎片离子无此特点，所W可W同时分别提取母离子和碎片离子的信息。正 离子模式下，查找母离子要符合[M+H]\ [M+Na]\ [M+K]+或[M+H+Nar的条件；负离子模式 下，查找母离子要符合[M-田-或[M-HACr的条件，同时不同碎片离子可能来源于同一个化 合物，需要对碎片离子进行合并。 3、利用金字培型筛选方法，对大量的生物样本数据进行不同类别的目标化合物的 分类与筛选。 I)当化合物分子质量与质量亏损值分别在（60. 0-204. I)和（-0.0046-0. 1150)范 围内时，则此类物质属于第I类物质，即氨基酸、有机酸、单糖、单胺类神经递质、碱基。随 后，对不同能量碰撞诱导下的离子碎片进行进一步筛选。正离子模式下，若丢失畑3和HCOOH 的中性丢失碎片，则为氨基酸；若丢失NHs的中性丢失碎片，则为碱基或单胺类神经递质； 负离子本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种采用金字塔型筛选方法对内源性代谢产物进行分类与鉴定的方法，其特征在于按如下的步骤进行：（1）  将由Masslynx软件提取的色谱峰数据导入Excel表格中；（2）根据不同能量碰撞裂解的过程，在正离子模式下，查找母离子要符合[M+H]+、[M+Na]+、[M+K]+或[M+H+Na]+的条件；在负离子模式下，查找母离子要符合[M‑H]‑或[M‑HAC]‑的条件，对碎片离子进行合并；（3）利用金字塔型筛选方法，对大量的生物样本数据进行不同类别的目标化合物的分类与筛选：（4）经HMDB与KEGG等数据库查询验证，进一步确认目标化合物结构等信息；其中所述的金字塔型筛选方法指的是：1）当化合物分子质量与质量亏损值分别在60.0‑204.1和‑0.0046‑0.1150范围内时，则此类物质属于第I类物质，随后对不同能量碰撞诱导下的离子碎片进行进一步筛选，正离子模式下，若丢失NH3和HCOOH的中性丢失碎片，则为氨基酸；若丢失NH3的中性丢失碎片，则为碱基或单胺类神经递质；负离子模式下，若丢失CO2的中性丢失碎片，则为有机酸；2）当化合物分子质量与质量亏损值分别在227.0‑364.3和0.0695‑0.240范围内时，则此类物质属于第II类物质，即核苷和类固醇激素；在正离子模式下，若含有m/z 97.06[C6H9O]+和m/z 109.06[C7H9O]+的诊断碎片和对应0.0643‑0.0662和0.0642‑0.0663  Da的诊断碎片质量亏损范围时，则为类固醇激素；在负离子模式下，若含有m/z 145.06[C10H9O]‑的诊断碎片和0.0638‑0.0667  Da的诊断碎片质量亏损范围，则为雌激素；正离子模式下，若丢失C5H8O3和C5H8O4中性丢失碎片，则为核苷；3）当化合物分子质量与质量亏损值分别在412.2‑607.5和0.2385‑0.4576范围内时，则此类物质属于第III类物质，即LPEs和LPCs；正离子模式下，若含有m/z 184.07[C5H15NO4P]+的诊断碎片和0.0720‑0.0757  Da的诊断碎片质量亏损范围，则为LPCs；若丢失(C2H8NO4P)的中性丢失碎片，则为LPEs；当化合物分子质量与质量亏损值分别在635.4‑915.8和0.4369‑0.8125范围内时，则此类物质属于第IV类物质，即PCs/PEs/PSs/PIs/PAs/PGs物质；正离子模式下，若含有m/z 184.07[C5H15NO4P]+的诊断碎片和0.0720‑0.0757  Da的诊断碎片质量亏损范围，则为PCs；若丢失(C2H8NO4P)的中性丢失碎片，则为PEs；负离子模式下，若含有m/z 241.01[C6H10PO8]‑的诊断碎片和0.0088‑0.0137  Da的诊断碎片质量亏损值范围，则为PIs；若含有m/z 152.99[C3H6PO5]‑的诊断碎片和0.9937‑0.9968Da的诊断碎片质量亏损范围，则为PAs/PGs；若丢失（C3H5NO2）的中性丢失碎片，则为PSs，最终对已筛选出的不同类别的化合物，进行HMDB数据库的查询，以期快速准确的筛选出目标化合物。...

【技术特征摘要】
1. 一种采用金字塔型筛选方法对内源性代谢产物进行分类与鉴定的方法，其特征在于 按如下的步骤进行： (1) 将由Masslynx软件提取的色谱峰数据导入Excel表格中； (2) 根据不同能量碰撞裂解的过程，在正离子模式下，查找母离子要符合[M+H]+、 [M+Na] +、[M+K] +或[M+H+Na] +的条件；在负离子模式下，查找母离子要符合[M-H] _或 [M-HACr的条件，对碎片离子进行合并； (3) 利用金字塔型筛选方法，对大量的生物样本数据进行不同类别的目标化合物的分 类与筛选： (4) 经HMDB与KEGG等数据库查询验证，进一步确认目标化合物结构等信息；其中所述 的金字塔型筛选方法指的是： 1) 当化合物分子质量与质量亏损值分别在60. 0-204. 1和-0. 0046-0. 1150范围内时， 则此类物质属于第I类物质，随后对不同能量碰撞诱导下的离子碎片进行进一步筛选，正 离子模式下，若丢失NH 3和HCOOH的中性丢失碎片，则为氨基酸；若丢失NH3的中性丢失碎 片，则为碱基或单胺类神经递质；负离子模式下，若丢失C0 2的中性丢失碎片，则为有机酸； 2) 当化合物分子质量与质量亏损值分别在227. 0-364. 3和0. 0695-0. 240范围内 时，则此类物质属于第II类物质，即核苷和类固醇激素；在正离子模式下，若含有m/z 97. 06 [C6H90] + 和 m/z 109. 06 [C7H90] + 的诊断碎片和对应 0· 0643-0. 0662 和 0· 0642-0. 0663 Da的诊断碎片质量亏损范围时，则为类固醇激素；在负离子模式下，若含有m/z 145. 06 [C1(lH9〇r的诊断碎片和0. 0638-0. 0667 Da的诊断碎片质量亏损范围，则为雌激素； 正离子模式下，若丢失...

【专利技术属性】
技术研发人员：张艳军，李遇伯，张振珠，侯治国，王磊，武欣，张秀秀，
申请(专利权)人：天津中医药大学，
类型：发明
国别省市：天津;12