[發(fā)明專利]一種基于最小二乘法的肽質(zhì)譜峰特征參數(shù)提取方法

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410498617.0
• 申請(qǐng)日: 2014-09-25
• 公開（公告）號(hào): CN104297328A
• 公開（公告）日: 2015-01-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 易志強(qiáng);李蕓;章劍秋;姚英彪;曾嶸;張福洪;李希元
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 杭州電子科技大學(xué)
• 主分類號(hào): G01N27/62
• 分類號(hào): G01N27/62
• 代理公司: 杭州求是專利事務(wù)所有限公司 33200
• 代理人: 杜軍

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于生物質(zhì)譜數(shù)據(jù)預(yù)處理及信息提取技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于最小二乘法的肽質(zhì)譜峰特征參數(shù)提取方法。

背景技術(shù)

目前蛋白質(zhì)組研究領(lǐng)域中，基于串聯(lián)質(zhì)譜的肽鑒定是一種廣泛使用的技術(shù)。待鑒定的肽在串聯(lián)質(zhì)譜儀中被誘導(dǎo)碰撞碎裂為碎片離子，碎片離子的質(zhì)荷比與豐度值被質(zhì)譜儀器檢測出來，從而生成串聯(lián)質(zhì)譜數(shù)據(jù)，隨后與理論串聯(lián)質(zhì)譜庫進(jìn)行比對(duì)及分析，最終完成對(duì)肽段的鑒定。

通常情況下，每個(gè)碎片離子及其同位素離子在質(zhì)譜圖中并非表現(xiàn)為單一數(shù)值點(diǎn)，而是存在若干樣點(diǎn)形成相應(yīng)的譜峰，其輪廓擬合后近似為高斯曲線，即高斯峰。為確定該離子的荷質(zhì)比，需對(duì)這些樣點(diǎn)進(jìn)行預(yù)處理，計(jì)算出其橫軸方向上的質(zhì)心(Centroid)，即該離子的實(shí)測質(zhì)荷比。根據(jù)所求質(zhì)心，可進(jìn)而推算出該離子最大豐度值等其他特征參數(shù)。

目前質(zhì)心求解方法有多種，比較常見的思路是：假定質(zhì)譜圖上構(gòu)成高斯峰的各個(gè)樣點(diǎn)均嚴(yán)格分布在某條高斯曲線上，利用各樣點(diǎn)的數(shù)值(質(zhì)荷比和豐度值)，代入到參數(shù)未知的通用高斯曲線函數(shù)表達(dá)式中，構(gòu)造聯(lián)立方程組，從而解出相應(yīng)高斯峰的特征參數(shù)，包括質(zhì)心，最大豐度值等。當(dāng)前應(yīng)用極為廣泛的一款蛋白質(zhì)組學(xué)數(shù)據(jù)分析軟件MAXQUANT采用的即是這一方法。然而在實(shí)際檢測中，受實(shí)驗(yàn)條件、所在環(huán)境以及儀器設(shè)備噪聲等因素的影響，質(zhì)譜圖上各個(gè)樣點(diǎn)往往并非嚴(yán)格分布在高斯曲線上，而是存在一定偏差。當(dāng)各個(gè)樣點(diǎn)偏差數(shù)值較大，則上述方法中的假設(shè)條件難以成立，因而勢(shì)必造成求解出的特征參數(shù)在數(shù)值上存在較大誤差，進(jìn)而影響到肽段鑒定的精度。采用非線性迭代擬合方式的特征參數(shù)提取方法可以有效克服樣點(diǎn)偏差對(duì)參數(shù)估值精準(zhǔn)度的影響，但此類方法往往比較復(fù)雜，運(yùn)算時(shí)間長，工作效率低，同時(shí)還存在對(duì)初始值敏感現(xiàn)象，以及迭代無法收斂的風(fēng)險(xiǎn)。發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于解決上述方法的缺點(diǎn)和不足，提出一種基于最小二乘法的肽質(zhì)譜峰特征參數(shù)提取方法。

設(shè)質(zhì)譜圖中某離子的質(zhì)譜峰由N個(gè)樣點(diǎn)組成，通常情況下N≥3。其坐標(biāo)構(gòu)成集合A。

A＝{(m₁,d₁),(m₂,d₂),…(m_N,d_N)}

其中，m_i表示質(zhì)荷比，d_i表示豐度，其值大于0，i∈{1,2,3,…,N}。需要通過樣點(diǎn)擬合出的高斯曲線其函數(shù)形式設(shè)為：

f(x)=a×e-(x-bc)2]]>

其中，高斯曲線函數(shù)f(x)代表豐度值，自變量x代表質(zhì)荷比，a、b和c為待求解的高斯曲線特征參數(shù)，分別表征縮放因子、質(zhì)心和標(biāo)準(zhǔn)差。所述的特征參數(shù)提取方法處理步驟如下：

步驟(1)對(duì)各個(gè)樣點(diǎn)的豐度值進(jìn)行排序，選取出數(shù)值最大的3個(gè)樣點(diǎn)，假設(shè)其質(zhì)譜圖坐標(biāo)分別為(m_j,d_j)、(m_k,d_k)和(m_n,d_n)，j,k,n∈{1,2,…,N}。

步驟(2)對(duì)選取的3個(gè)樣點(diǎn)的豐度值數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，并構(gòu)造豐度向量Y。