【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种血清代谢指纹图谱的提取方法及应用，特别涉及使用铁钴双金属氧化物基质材料对血清代谢指纹谱图进行提取并应用于对慢性阻塞性肺病的诊断，属于生物医学检测。
技术介绍
1、体液分子诊断从微观分子的方面为疾病的诊断提供了新的思路，具有非侵入性、简单经济以及快速诊断的特点。代谢物作为新陈代谢最终的产物，代谢指纹图谱可以记录大量代谢物的变化情况，揭示疾病的发生发展过程。对代谢指纹图谱进行分析，可以对疾病进行分子诊断，是一种非常有潜力的诊断方法。
2、目前代谢物的检测手段主要包括核磁、质谱与色谱技术。但这些技术往往需要复杂的样品前处理步骤或与其他技术的联用，难以高效率地对实际样品中的大量分子进行高通量的检测。激光解吸/电离质谱法(ldi-ms)作为一种样品制备简单、高速分析和高通量的质谱，具备处理临床大规模样品的能力。近来，一些纳米材料被报道作为ldi-ms基质材料，具有高热稳定性，强激光吸收和低背景干扰等优点，并具有良好的解吸/电离效率，适合作为代谢指纹图谱提取的基质材料。机器学习(ml)在应对复杂和海量数据集激增带来的挑战方面表现出了显著的有效性，如果将ldi-ms的高通量检测能力与机器学习算法相结合，有望很好地实现疾病的快速检测，大范围筛查，从而有助于针对患者制定个性化的治疗方案和精准医疗。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是：为了实现血清代谢指纹图谱的高通量分析检测，本方法提供一种基于无机基质材料和ldi-ms技术的血清代谢指纹图谱提取方法，该方法利用金属有机
2、为了实现上述目的，本专利技术提供一种血清代谢图谱的提取方法，包括如下步骤：
3、步骤1：将铁钴双金属氧化物配制成悬浊液；
4、步骤2：将血清样本与铁钴双金属氧化物的悬浊液共结晶，自然干燥后直接进行ldi-ms分析，获取血清代谢图谱。
5、本专利技术的一些实施方案中，所述步骤1中使用的铁钴双金属氧化物的制备方法包括如下步骤：
6、步骤1.1：将二价钴盐和三价铁盐溶于反应溶剂中，充分搅拌超声后得到反应溶液a；将有机配体溶于反应溶剂中，得到反应溶液b；将反应溶液a加入反应溶液b中，充分搅拌超声，得到混合反应溶液；
7、步骤1.2：将步骤1.1所得混合反应溶液转移至反应容器中进行溶剂热反应，反应结束后冷却至室温，收集固体产物并洗涤，干燥，得到铁钴双金属有机框架材料；
8、步骤1.3：将步骤1.2所得铁钴双金属有机框架材料在空气中进行煅烧，反应结束后冷却至室温，收集产物，即得铁钴双金属氧化物。
9、本专利技术的一些实施方案中，所述步骤1中悬浊液的配制方法包括：将铁钴双金属氧化物在去离子水中分散均匀，得到铁钴双金属氧化物的悬浊液。
10、进一步地，所述步骤1.1中的二价钴盐为氯化钴和/或氯化钴的水合物，所述三价铁盐为氯化铁和/或氯化铁的水合物；所述反应溶剂为有机溶剂；所述有机配体为2-氨基对苯二甲酸。
11、更进一步地，所述有机溶剂为n，n-二甲基甲酰胺。
12、本专利技术的一些实施方案中，所述二价钴盐，三价铁盐和2-氨基对苯二甲酸的用量摩尔比为1：0.8～1.2：1～2。
13、本专利技术的一些实施方案中，所述步骤1.2中的反应温度为100～150℃，时间为5～15小时。
14、本专利技术的一些实施方案中，所述步骤1.2中的干燥条件为：于40～60℃下真空干燥。
15、本专利技术的一些实施方案中，所述步骤1.3中煅烧的温度为200～600℃，时间为1～3小时。
16、本专利技术的一些实施方案中，所述步骤1中悬浊液的浓度为0.5～1mg/ml。
17、本专利技术的一些实施方案中，所述步骤2具体包括：将血清样本用生理盐水稀释后，滴加在不锈钢靶板的阵列点上，自然干燥后，将铁钴双金属氧化物的悬浊液滴加于血清样品点上，自然干燥。
18、本专利技术的一些实施方案中，所述步骤2中ldi-ms分析的具体条件为：采用355nmnd:yag激光光源，激光频率为2000hz，加速电压为20kv，其中离子源1处电压为20kv，离子源2处电压为17.6kv；采集模式为反射阳离子模式，采集范围m/z为100-1000da；每个样本重复5次测试；从flexcontrol 3.4获得质谱数据，并在flexanalysis 3.4中导出数据。
19、本专利技术还提供了一种铁钴双金属氧化物在制备用于诊断慢性阻塞性肺病的产品中的应用，所述铁钴双金属氧化物的制备方法包括如下步骤：
20、步骤1.1：将二价钴盐和三价铁盐溶于反应溶剂中，充分搅拌超声后得到反应溶液a；将有机配体溶于反应溶剂中，得到反应溶液b；将反应溶液a加入反应溶液b中，充分搅拌超声，得到混合反应溶液；
21、步骤1.2：将步骤1.1所得混合反应溶液转移至反应容器中进行溶剂热反应，反应结束后冷却至室温，收集固体产物并洗涤，干燥，得到铁钴双金属有机框架材料；
22、步骤1.3：将步骤1.2所得铁钴双金属有机框架材料在空气中进行煅烧，反应结束后冷却至室温，收集产物，即得铁钴双金属氧化物。
23、本专利技术的一些实施方案中，所述应用基于批量血清样本进行ldi-ms分析，获取血清代谢指纹图谱，并根据所述血清代谢指纹图谱进行机器学习算法，获得概率得分。
24、本专利技术的一些实施方案中，所述获取血清代谢指纹图谱的具体条件为：将批量血清样本进行ldi-ms分析获得的质谱图进行预处理，所述预处理包括峰强度归一化，峰平滑，峰平均，基线矫正和峰提取，即得到血清代谢指纹图谱；所述批量血清样本包括训练集和测试集。
25、本专利技术的一些实施方案中，所述机器学习算法步骤包括：输入训练集样本数据，训练模型，评估模型，输入测试集样本数据盲测，评估测试集盲测结果。
26、本专利技术的一些实施方案中，选用的机器学习算法为正交偏最小二乘法判别分析。
27、本专利技术还提供了一种慢性阻塞性肺病诊断系统，包括用于分析血清代谢信息的激光解吸/电离质谱仪和辅助血清进行解吸/电离的无机纳米基质，所述无机纳米基质为铁钴双金属氧化物；
28、所述激光解吸/电离质谱仪用于获取受试者血清样本的代谢指纹图谱，并结合机器学习算法分析代谢指纹图谱对样本判别分类，判断受试者是否患有慢性阻塞性。所述机器学习算法为正交偏最小二乘法判别分析。
29、本专利技术的一些实施方案中，还包括诊断装置，所述诊断装置设有机器学习模块和诊断模块；所述机器学习模块用于将训练集样本数据训练模型，并在训练好的模型中输入待测样本数据，获得待测样本的概率得分；所述诊断模块用于根本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种血清代谢图谱的提取方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的提取方法，其特征在于，所述步骤1中使用的铁钴双金属氧化物的制备方法包括如下步骤：
3.根据权利要求2所述的提取方法，其特征在于，所述步骤1.1中的二价钴盐为氯化钴和/或氯化钴的水合物，所述三价铁盐为氯化铁和/或氯化铁的水合物；所述反应溶剂为有机溶剂；所述有机配体为2-氨基对苯二甲酸。
4.根据权利要求3所述的提取方法，其特征在于，所述二价钴盐，三价铁盐和2-氨基对苯二甲酸的用量摩尔比为1：0.8～1.2：1～2。
5.根据权利要求2所述的提取方法，其特征在于，所述步骤1.2中的反应温度为100～150℃，时间为5～15小时；
6.根据权利要求1所述的提取方法，其特征在于，所述步骤1中悬浊液的浓度为0.5～1mg/mL；
7.根据权利要求1所述的提取方法，其特征在于，所述步骤2中LDI-MS分析的具体条件为：采用355nm Nd:YAG激光光源，激光频率为2000Hz，加速电压为20kV，其中离子源1处电压为20kV，离子源2处
8.一种铁钴双金属氧化物在制备用于诊断慢性阻塞性肺病的产品中的应用，其特征在于，所述铁钴双金属氧化物的制备方法包括如下步骤：
9.根据权利要求8所述的应用，其特征在于，所述应用基于批量血清样本进行LDI-MS分析，获取血清代谢指纹图谱，并根据所述血清代谢指纹图谱进行机器学习算法，获得概率得分。
10.根据权利要求9所述的应用，其特征在于，所述获取血清代谢指纹图谱的具体条件为：将批量血清样本进行LDI-MS分析获得的质谱图进行预处理，所述预处理包括峰强度归一化，峰平滑，峰平均，基线矫正和峰提取，即得到血清代谢指纹图谱；所述批量血清样本包括训练集和测试集；
11.一种慢性阻塞性肺病诊断系统，其特征在于，包括用于分析血清代谢信息的激光解吸/电离质谱仪和辅助血清进行解吸/电离的无机纳米基质，所述无机纳米基质为铁钴双金属氧化物；
12.根据权利要求11所述的慢性阻塞性肺病诊断系统，其特征在于，还包括诊断装置，所述诊断装置设有机器学习模块和诊断模块；所述机器学习模块用于将训练集样本数据训练模型，并在训练好的模型中输入待测样本数据，获得待测样本的概率得分；所述诊断模块用于根据机器学习模块获得的概率得分输出诊断结果。
...【技术特征摘要】
1.一种血清代谢图谱的提取方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的提取方法，其特征在于，所述步骤1中使用的铁钴双金属氧化物的制备方法包括如下步骤：
3.根据权利要求2所述的提取方法，其特征在于，所述步骤1.1中的二价钴盐为氯化钴和/或氯化钴的水合物，所述三价铁盐为氯化铁和/或氯化铁的水合物；所述反应溶剂为有机溶剂；所述有机配体为2-氨基对苯二甲酸。
4.根据权利要求3所述的提取方法，其特征在于，所述二价钴盐，三价铁盐和2-氨基对苯二甲酸的用量摩尔比为1：0.8～1.2：1～2。
5.根据权利要求2所述的提取方法，其特征在于，所述步骤1.2中的反应温度为100～150℃，时间为5～15小时；
6.根据权利要求1所述的提取方法，其特征在于，所述步骤1中悬浊液的浓度为0.5～1mg/ml；
7.根据权利要求1所述的提取方法，其特征在于，所述步骤2中ldi-ms分析的具体条件为：采用355nm nd:yag激光光源，激光频率为2000hz，加速电压为20kv，其中离子源1处电压为20kv，离子源2处电压为17.6kv；采集模式为反射阳离子模式，采集范围m/z为100-1000da；每个样本重复5次测试；从flexcontrol 3.4获得...
【专利技术属性】
技术研发人员：孙念荣，邓春晖，沈锡中，林海如，
申请(专利权)人：复旦大学附属中山医院，
类型：发明
国别省市：
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