[發明專利]譜圖相似度的計算方法

有效

• 申請號: 201610905235.4
• 申請日: 2016-10-17
• 公開（公告）號: CN106650779B
• 公開（公告）日: 2019-10-25
• 發明（設計）人: 喬振剛
• 申請（專利權）人: 浙江和譜生物科技有限公司
• 主分類號: G06K9/62
• 分類號: G06K9/62;G06F16/901;G06F16/903
• 代理公司: 杭州裕陽聯合專利代理有限公司 33289
• 代理人: 姚宇吉

本發明提供一種譜圖相似度的計算方法，可以綜合評價樣品譜圖與標準譜圖相似度的方法，既能反映待評價樣品譜圖與標準譜圖之間共峰的相似性，也考慮了非共峰數目及其大小對相似度評價的影響，能整體反映譜圖之間的相似程度，該相似度的大小能夠靈敏地表達樣品譜圖與標準譜圖的定性和定量差異，可靠地鑒定待評價樣品。

技術領域

本發明涉及譜圖，特別涉及譜圖相似度的計算方法。

背景技術

譜圖的匹配比對在生物醫學、化學、物理學等領域中有著廣泛的應用。

在血液細菌感染(菌血癥)的細菌鑒定工作中，由于患者的臨床表現不典型，給感染的診斷帶來困難。目前，臨床上菌血癥診斷的金標準是血液細菌培養法，但血液培養的陽性率極低從而導致延誤治療。相比之下，質譜譜圖法準確度高、穩定性好、操作簡單，易于臨床推廣。從1990年代起，基質輔助激光解析電離源飛行時間質譜(MALDI-TOF-MS)被用于細菌鑒定[R.D.Holland,J.G.Wilkes,F.Rafii,J.B.Sutherland,C.C.Persons,K.J.Voorhees,J.O.Lay,Rapid Communications in Mass Spectrometry 1996,10,1227-1232；M.A.Claydon,S.N.Davey,V.EdwardsJones,D.B.Gordon,Nature Biotechnology1996,14,1584-1586.]。通過分析不同的細菌，科學家發現從完整的細菌細胞中可以得到具有指紋特征性的質譜圖。通過記錄多種單一純細菌的指紋質譜圖可以構建細菌鑒定所需的生物特征數據庫。之后通過比對臨床樣本中采集的細菌的MALDI-TOF-MS指紋質譜圖，可以實現細菌種類的鑒定[A.Croxatto,G.Prod'hom,G.Greub,Fems Microbiology Reviews2012,36,380-407；T.R.Sandrin,J.E.Goldstein,S.Schumaker,Mass SpectrometryReviews 2013,32,188-217.]。

譜圖匹配也廣泛用于蛋白質測序工作。肽段質量指紋譜圖(peptide massfingerprint)匹配法用于蛋白酶解產物的質譜分析，根據數據庫中已有蛋白的序列及酶解反應特征可以生成單個蛋白的理論肽段列表暨理論標準譜圖，通過比對實驗譜圖可以實現未知蛋白的鑒定。[Webster J,Oxley D,Methods Mol Biol 2005,310,227-240.]蛋白質組學中常使用的“鳥槍法”(shotgun)也是依賴于質譜圖的匹配完成的，如基于二級碎片質譜圖的肽譜匹配打分和蛋白質鑒定。[Fernández-Puente P,Mateos J,Blanco FJ,Ruiz-Romero C,Methods Mol Biol 2014,1156,27-38.]質譜匹配已經成為當今蛋白質鑒定中至關重要的技術手段。

基于譜學方法的檢測、鑒定中最為關鍵的一步是實驗樣本和標準樣本的譜圖匹配。近年來發展了多種用于譜圖匹配的打分方法。Seongho Kim和Xiang Zhang研究了質譜圖相似性打分的夾角余弦法、皮爾森和斯皮爾曼相關系數法、偏相關與部分相關系數法。[S.Kim,X.Zhang,Computational&Mathematical Methods in Medicine 2013,9,399-412]但是現有譜圖相似度打分方法靈敏度不高，導致譜圖鑒定的可靠性不足。

發明內容

本發明為了克服現有技術的至少一個不足，提供一種譜圖相似度的計算方法，以實現鑒定可靠性高的目的。

為了實現上述目的，本發明采用以下技術方案：

一種譜圖相似度的計算方法，所述方法包括以下步驟：

一種譜圖相似度算法，它包括以下步驟：