一种血液中有机污染物生物转化产物的高通量识别方法技术

本发明专利技术公开了一种血液中有机污染物生物转化产物的高通量识别方法，属于化学分析领域。本发明专利技术在生物转化产物结构预测的基础上，对生物转化产物与母体污染物间的结构匹配关系进行置信度评判，建立生物转化产物可疑性筛查清单，对血液中生物转化产物同时进行一级、二级质谱谱图扫描，进行一级质谱匹配，二级碎裂方式预测匹配，实现血液中有机污染物人体生物转化产物的可疑性识别。本发明专利技术的识别方法具有样本需求量小、识别生物转化产物范围广、准确度高、用时短等优点。确度高、用时短等优点。确度高、用时短等优点。

【技术实现步骤摘要】
一种血液中有机污染物生物转化产物的高通量识别方法


[0001]本专利技术属于化学分析
，更具体地说，涉及一种血液中有机污染物生物转化产物的高通量识别方法。

技术介绍

[0002]近年来，随着工业化水平的不断发展，排入环境中的有机污染物数量与种类逐年增加，大量有机污染物可以通过呼吸、饮食、皮肤接触等各种方式进入人体，对人体健康存有潜在不良影响。值得注意的是，有机污染物在人体内的生物代谢途径多样、可以产生大量结构不同的生物转化产物，并且部分生物转化产物相较于母体具有更强的毒性效应，如三氯生的转化产物TCS
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O
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TCS，其雄甾烷受体活性效应高达母体化合物的7.2倍，健康风险不容忽视。为此，识别人体内有机污染物生物转化产物的分布情况，对深入研究有机污染物的人体健康风险具有重大意义。
[0003]血液是了解环境污染物人体内暴露情况的代表性生物样品，鉴定和识别血液中的有机污染生物转化产物具有重要意义。但污染物会在人体内产生复杂的生物转化反应，从而形成结构繁多的生物转化产物，其常以低浓度存在于血液样品中，且大多缺乏标准品，难以确认，此外，生物转化产物与母体之间难以建立对应关系，为此，血液中有机污染物生物转化产物的识别面临较大挑战。
[0004]目前识别血液中有机污染物的生物转化产物主要使用靶向分析这一传统方法，着重于检测和鉴定极少量结构已知的生物转化产物，仍有大量未知生物转化产物尚未识别，且生物转化产物的标品难以获得，采用靶向分析对血液中有机污染物人体生物转化产物的检测识别范围极为有限。可疑物筛查技术弥补了靶向筛查技术、非靶向筛查技术的缺点，通过建立可疑性筛查清单对样品中的目标物进行筛查识别，通量高、时间短、难度小、筛查结果准确。但在将可疑性识别用于生物转化产物识别的过程中，存在生物转化产物筛查清单未知的问题。尽管当前可以通过预测软件实现生物转化产物的结构预测，但仅基于理论计算获得的生物转化产物可能存在结构不合理的问题，预测置信度有限。

技术实现思路

[0005]1.要解决的问题
[0006]针对现有技术中存在血液有机污染物生物转化产物识别困难，预测置信度有限，筛查结果不准确的问题，本专利技术提供一种血液中有机污染物生物转化产物的高通量识别方法。本专利技术在生物转化产物结构预测的基础上，建立生物转化产物结构置信度评判方法，提高生物转化产物筛查清单的准确度，为揭示有机污染物生物转化产物的暴露水平及其健康风险提供了有力的技术支持。
[0007]2.技术方案
[0008]为了解决上述问题，本专利技术所采用的技术方案如下：
[0009]本专利技术的一种血液中有机污染物生物转化产物的高通量识别方法，包括以下步
3.0主页的代谢预测Metabolism Prediction进入生物转化产物预测功能；于“Select a Metabolic Transformation”处选择代谢路径，于“Select an Input Type”处输入母体化合物的SMILES式，于“Number of Reaction Iterations to Calculate”处选择迭代次数；分别预测在PPaseⅠ，CYP450；PPaseⅡ；EC
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Based；Human Gut Microbial四个途径下的生物转化产物，其中，PPaseⅠ，CYP450预测采用combined模式，选择进行三次迭代，导出不同代谢途径下的生物转化产物。
[0026]优选地，步骤S40中，采用质量比4：1的MgSO4与NaCl混合物作为分散式固相萃取剂去除血清水分，并且加入直径Ф＝2mm的三个钢球进行涡旋混匀，分别使用乙腈和乙腈溶液超声提取1次和2次，合并上清液对血液样品进行前处理，提取血清中的生物转化产物，其中乙腈溶液中的乙腈：水体积比为95：5。
[0027]优选地，步骤S40中，使用氮气吹扫溶剂对提取的上清液进行浓缩，定容至100μL，所述定容溶剂为乙腈；定容后，当底部存在少量白色固体MgSO4和NaCl时，再次离心，收集上清液。
[0028]优选地，步骤S60中，生物转化产物可疑性识别的具体步骤为：
[0029](1)使用软件Peak View 2.2、CFM
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ID 4.0，导入样品质谱信息；
[0030](2)在MasterView窗口中目标匹配物质框的“Name”、“Formula”、“Adduct”栏导入可疑物名称、分子式及分析时采用的正负加合离子模式，+H或
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H，选择加合离子模式后软件将自动计算其母离子的m/z，并于设置窗口——“confidence setting”设置匹配参数“一级m/z误差梯度Mass Error：<5.0ppm，<10.0ppm，≥10.0ppm；同位素分布误差梯度Isotope Ratio Difference：<10.0％，<20.0％，≥20.0％”；于“Control”质控栏选择质控样品CK，点击“Process”，进行一级峰匹配；
[0031](3)选中一级匹配物质，点击MasterView窗口的“SPow MS and MS/MS”图标，查看该物质在样品中的质谱图，选中二级谱图图框，点击主菜单“SPow”栏，选择“Data and Peaks Table”，查看二级峰信息数据表格，选择“Peaks”窗口，收集该物质的二级碎片信息；使用CFM
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ID平台的Peak Assignment功能对一级匹配的生物转化产物进行碎裂方式预测。
[0032]3.有益效果
[0033]相比于现有技术，本专利技术的有益效果为：
[0034](1)本专利技术的一种血液中有机污染物生物转化产物的高通量识别方法，采用Biotransformer 3.0平台对有机污染物进行PPaseⅠ(CYP450)、PPaseⅡ、EC
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Based、Human Gut Microbial四个代谢途径下的生物转化产物预测，生物转化产物种类涵盖范围广；
[0035](2)本专利技术的一种血液中有机污染物生物转化产物的高通量识别方法，相比于现有技术仅基于理论计算获得的生物转化产物可能存在结构不合理的问题，结合母体
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生物转化产物的特征碎片、中性丢失的匹配情况，对识别出的生物转化产物的结构进行置信度评判，确认生物转化产物与母体间的匹配关系，将置信度合格的物质作为识别目标，提高生物转化产物筛查清单的准确性；
[0036](3)本专利技术的一种血液中有机污染物生物转化产物的高通量识别方法，通过液质联用，实现血液中低浓度生物转化产物的高效分离，并在单独的一次分析测定中实现对血液中生物转化产物的一级、二级质谱谱图同时进行快速连续扫描，通过一级质谱匹配，二级碎裂方式预测匹配实现血液中有机污染物人体生物转化产物的识别；
[0037](4)本专利技术的一种血液中有机污染物生物转化产物的高通量本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种血液中有机污染物生物转化产物的高通量识别方法，其特征在于：包括以下步骤：S10、对血液中有机污染物的生物转化产物进行结构预测，预测得到的生物转化产物；S20、针对预测得到的生物转化产物，基于母体
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生物转化产物二级特征碎片匹配、中性丢失匹配两个评判标准进行生物转化产物结构置信度评判；S30、将经过置信度评判为合格的生物转化产物作为可疑物筛查清单中的目标物，建立生物转化产物筛查清单；S40、对血液样品进行血液前处理，离心提取得到血液浓缩液，对血液浓缩液进行一级质谱和二级质谱的全扫描；S50、基于步骤S30中建立的生物转化产物筛查清单，进行一级质谱匹配，二级碎裂方式预测匹配，实现对血液浓缩液中生物转化产物的可疑性识别。2.根据权利要求1所述的一种血液中有机污染物生物转化产物的高通量识别方法，其特征在于：步骤S10中，使用Biotransformer 3.0平台的代谢预测功能对血液有机污染物的生物转化产物进行结构预测，分别预测在PPaseⅠ，CYP450；PPaseⅡ；EC
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Based；Human Gut Microbial四个途径下的生物转化产物。3.根据权利要求1所述的一种血液中有机污染物生物转化产物的高通量识别方法，其特征在于：步骤S20中，生物转化产物结构置信度评判的具体步骤包括：(1)母体化合物二级特征碎片查询与中性丢失计算：于PubcPem网站查询母体物质的标准二级图谱与特征碎片，计算每个二级碎片质荷比之间的差值，作为母体物质在加合离子模式、碰撞能量下的中性丢失；(2)生物转化产物二级特征碎片预测与中性丢失计算：采用CFM
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ID平台的谱图预测功能Spectra Prediction预测生物转化产物在与母体物质标准二级图谱相同加合离子模式、碰撞能量下的二级碎片峰信息，计算每个二级碎片质荷比之间的差值，作为生物转化产物在加合离子模式下的中性丢失；(3)二级特征碎片匹配：将相同加合离子模式、碰撞能量下母体物质与生物转化产物的二级碎片峰进行匹配，当存在两个特征碎片能够进行匹配时，生物转化产物可信；(4)中性丢失匹配：将相同加合离子模式、碰撞能量下母体物质与生物转化产物的中性丢失进行匹配，当存在两个中性丢失能够进行匹配时，生物转化产物可信；(5)置信度评判标准：当生物转化产物与母体物质实现二级特征碎片匹配或者中性丢失匹配时，生物转化产物满足置信水平要求。4.根据权利要求1所述的一种血液中有机污染物生物转化产物的高通量识别方法，其特征在于：步骤S30中，将步骤S20中经置信度评判合格的生物转化产物作为可疑物筛查清单中的目标物，构建包含生物转化产物名称、分子式、SMILES式、代谢途径的筛查清单。5.根据权利要求1所述的一种血液中有机污染物生物转化产物的高通量识别方法，其特征在于：步骤S40中，对血液样品进行血液前处理，去除水分，而后加入乙腈超声离心，得到上清液，再加入乙腈溶液超声离心，重复提取两次，合并三次离心提取的上清液，氮吹浓缩，得到血液浓缩液；而后通过液相质谱联用，对血液浓缩液在正负电离模式下进行一级质谱和二级质谱的全扫描。6.根据权利要求1所述的一种血液中有机污染物生物转化产物的高通量识别方法，其
特征在于：步骤S50中，基于步骤S30中建立的生物转化产物筛查清单，使用Peak View、CFM
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【专利技术属性】
技术研发人员：郭婧，文海铃，史薇，于红霞，
申请(专利权)人：南京大学，
类型：发明
国别省市：