一种利用红外光谱对树脂微球进行编码和识别的方法技术

本发明专利技术公开了一种利用红外光谱对树脂微球进行编码和识别的方法，步骤为：①建立聚苯乙烯类树脂微球的特征条形码库；②将待鉴定树脂微球的红外光谱按相同转换规则转化为条形码；③将待鉴定条形码与特征条形码库中的特征条形码一一比较，以百分率表示待鉴定条形码与某特征条形码位置相同条符的个数，若比例大于规定值Ｎ，表明则该待鉴定树脂微球含该特征条形码所对应的苯乙烯或其同系物成分。该方法将树脂微球红外光谱图中与分子结构有关峰位置、强度和半峰宽等信息转化为条形码，以便于对聚苯乙烯类树脂微球进行快速自动识别，具有简单易行的特点，尤其有助于高通量药物筛选系统的实现。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于分子光谱学和药物化学
，具体涉及一种利用红外光谱对聚苯乙烯类树脂微球进行光谱编码和识别的方法，尤其适用于新型自编码光谱识别高通量药物筛选系统的实现。
技术介绍
光谱编码作为一种最近出现的预编码策略，应用于树脂微球的编码上，既可以监测固相合成反应，又可以用于目标分子合成，可广泛用于化合物库的合成与筛选、高通量药物筛选、生物医学诊断等方面。在基于振动光谱编码微球的高通量药物筛选系统中，一般先测量作为载体的不同微球的红外或者喇曼光谱，并利用这些光谱信息进行编码，建立特征振动光谱的标准库；然后将不同微球对应固载上不同的待测分子，进行混合药物筛选，找出筛选结果呈阳性的微球；最后测得该呈阳性结果的微球的振动光谱，与标准库中的特征振动光谱图进行比对，确定微球的种类，也就知道了所载待测分子的身份，从而实现候选药物分子的快速高通量筛选。为了做到快速解码，美国普渡大学Fenniri研究小组(见H.Fenniri，et al.，Barcoded ResinsA New Concept for Polymer-Supported Combinatorial LibrarySelf-Deconvolution.J.Am.Chem.Soc.2001，123，8151-8152.)提出了一种基于聚苯乙烯类树脂微球红外光谱编码的识别技术，该技术将红外振动特征峰的位置表征为条形码的位置，并将红外光谱峰值波长特征转化为条形码。该小组从苯乙烯及其同系物单体出发，合成得到不同组成的聚苯乙烯类树脂微球，然后利用微区光谱检测技术或者光谱成像技术，对微球进行光谱识别。该方法合成步骤简单，可批量获取数目巨大的聚苯乙烯类树脂微球用于识别，因此，获得了广泛的关注。从上面提及的基于红外光谱编码的高通量药物筛选系统的原理中，可以发现，将红外光谱特征振动峰准确转化为条形码并制定识别标准，是使该系统具备快速自动编码、解码的关键步骤。但是，Fenniri研究小组并没有对具体的编码原则和识别标准等做出详细描述，另外，该小组的研究工作没有考虑杂质等因素对编码的影响，大大降低了识别的准确性，从而在一定程度上阻碍了将该方法应用于自编码光谱识别高通量药物筛选中。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服上述现有技术的缺陷，提供。该方法提供了具体的编码原则和识别标准，并考虑到杂质因素对编码的影响，可以对树脂微球进行快速准确筛选识别。本专利技术提供的，其步骤为(1)、建立聚苯乙烯类树脂微球的特征条形码库步骤(1.1)、获取所有聚苯乙烯类树脂微球的可编码的红外振动特征峰；步骤(1.2)、将所得的可编码的红外振动特征峰按照下述转换规则转化为特征条形码；步骤(1.3)、将所得的特征条形码输入库中；(2)、将待鉴定树脂微球的红外光谱按下述转换规则转化为条形码；(3)、将待鉴定条形码与特征条形码库中的特征条形码一一比较，得到待鉴定条形码与某特征条形码位置相同条符的个数，如相同条符的个数与该特征条形码总条符的个数之比大于规定值N，则表明该待鉴定树脂微球含该特征条形码所对应的苯乙烯或其同系物成分，N的取值范围为50％～80％；上述转换规则为(a)、条形码的位置与特征峰/红外光谱的频率相等；(b)、条形码的宽度等于特征峰/红外光谱的半峰宽；(c)、条形码的颜色用黑色和灰色表示，其中黑色条形码表示对应特征峰/红外光谱的强度高于所有特征峰/红外光谱的平均强度，灰色条形码表示对应特征峰/红外光谱的强度低于所有特征峰/红外光谱的平均强度。本专利技术将聚苯乙烯类树脂微球的红外光谱特征峰转换为入库特征条形码，进而对待测树脂微球进行身份识别。该方法简单，使用方便，有助于实现树脂微球的快速准确筛选识别。本专利技术尤其有利于促进新型自编码光谱识别高通量药物筛选系统的实现。附图说明图1(a)对叔丁基苯乙烯单体的红外光谱计算光谱；(b)对叔丁基苯乙烯单体的实验测量光谱；(c)聚对叔丁基苯乙烯树脂微球的实验红外光谱；其中(b)中黑色*以及矩形框部分为杂质峰；(c)中黑色#部分为可以编码的红外特征峰。图2聚对叔丁基苯乙烯树脂微球的入库特征条形码。图3待鉴定树脂微球的实验红外光谱。图4待鉴定树脂微球的待鉴定条形码。具体实施例方式下面对本专利技术的步骤作进一步详细的说明。步骤(1)建立聚苯乙烯类树脂微球的特征条形码库步骤(1.1)、获取所有聚苯乙烯类树脂微球的可编码的红外振动特征峰。将苯乙烯单体或其同系物的量化计算及实验测量红外光谱，在2000-400cm-1范围内进行对比，剔除掉杂质及仪器的影响，得到各单体的红外振动特征峰。然后再将所得的红外振动特征峰与由苯乙烯单体或其同系物聚合而成的树脂微球的实验红外光谱相比较，挑出位置相同的振动峰，所得谱峰即为剔除掉杂质及其他影响后的该树脂微球的可编码的红外振动特征峰。其具体方法参见专利技术专利申请文献“一种提高树脂微球编码准确性的方法”(公开号CN1560602A，公开日2005年1月5日)。步骤(1.2)、将所得的可编码的红外振动特征峰按照如下规则转化为条形码(a)条形码的位置与特征峰的频率相等；(b)条形码的宽度等于特征峰的半峰宽；(c)条形码的颜色用黑色和灰色表示，其中黑色条形码表示对应特征峰的强度高于所有特征峰的平均强度，而灰色条形码表示对应特征峰的强度低于所有特征峰的平均强度。所得条形码称为该树脂微球的特征条形码。步骤(1.3)、将所得的特征条形码输入库中，得到聚苯乙烯类树脂微球的特征条形码库。步骤(2)将待鉴定树脂微球的红外光谱按上述相同的转换规则转化为条形码即(a)条形码的位置与红外光谱的频率相等；(b)条形码的宽度等于红外光谱的半峰宽；(c)条形码的颜色用黑色和灰色表示，其中黑色条形码表示对应红外光谱的强度高于所有红外光谱的平均强度，而灰色条形码表示对应红外光谱的强度低于所有红外光谱的平均强度。所得条形码称为待鉴定条形码。步骤(3)将待鉴定条形码与特征条形码库中的特征条形码一一比较，得到待鉴定条形码与某特征条形码位置相同的条符个数，如果该条符个数与该特征条形码的总条符个数之比大于规定值，则表明该待鉴定树脂微球含该特征条形码所对应的苯乙烯或其同系物成分；否则，该待鉴定树脂微球不含该特征条形码所对应的苯乙烯或其同系物成分。规定值可在50％-80％之间，如果太低，可能误增加待鉴定微球的成分，如果太高，则容易漏选待鉴定微球的真实成分，两种情况都会降低识别准确性，通常可定为60％。聚苯乙烯类树脂微球包括聚苯乙烯树脂微球、由苯乙烯单体与其同系物的一个或数个共聚而成的树脂微球。该类树脂微球物理、化学性质相似，可以采用统一方法进行红外光谱编码处理。下面以聚对数丁基苯乙烯树脂微球为例，对本专利技术作进一步详细的说明。(1)将对叔丁基苯乙烯单体的红外光谱的量化计算结果(见图1(a))与实验测量值(见图1(b))相比较，比较范围为2000-400cm-1，找到对叔丁基苯乙烯的红外振动特征峰。再将该红外振动特征峰与聚对叔丁基苯乙烯树脂微球的红外光谱测量结果(见图1(c))相对比，挑出位置相同的振动峰，该谱峰为剔除掉杂质及其他影响后的该树脂微球的可用于编码的红外振动特征峰。(2)将聚对叔丁基苯乙烯树脂微球的可编码红外振动特征峰按照如下规则转化为条形码(a)条形码的位置与特征峰的频率相等；(本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用红外光谱对树脂微球进行编码和识别的方法，其步骤为：（１）、建立聚苯乙烯类树脂微球的特征条形码库步骤（１．１）、获取所有聚苯乙烯类树脂微球的可编码的红外振动特征峰；步骤（１．２）、将所得的可编码的红外振动特征峰 按照下述转换规则转化为特征条形码；步骤（１．３）、将所得的特征条形码输入库中；（２）、将待鉴定树脂微球的红外光谱按下述转换规则转化为条形码；（３）、将待鉴定条形码与特征条形码库中的特征条形码一一比较，得到待鉴定条形码 与某特征条形码位置相同条符的个数，如相同条符的个数与该特征条形码总条符的个数之比大于规定值Ｎ，则表明该待鉴定树脂微球含该特征条形码所对应的苯乙烯或其同系物成分，Ｎ的取值范围为５０％～８０％；上述转换规则为：（ａ）、条形码的位 置与特征峰／红外光谱的频率相等；（ｂ）、条形码的宽度等于特征峰／红外光谱的半峰宽；（ｃ）、条形码的颜色用黑色和灰色表示，其中黑色条形码表示对应特征峰／红外光谱的强度高于所有特征峰／红外光谱的平均强度，灰色条形码表示对应特征峰／红外光谱的强度低于所有特征峰／红外光谱的平均强度。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：黄振立，刘烈雄，赵元弟，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：83[中国|武汉]