CN113588591B - 一种用于蛋氨酸含量快速检验的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及蛋氨酸检测领域，具体是一种用于蛋氨酸含量快速检验的方法，包括以下步骤：一种用于蛋氨酸含量快速检验的方法，其特征在于，包括以下步骤，S1.制作n个蛋氨酸质量百分比浓度不同的对比样品；S2.获取各个样品的太赫兹吸收系数谱；S3.将各个太赫兹吸收系数谱按同样的方式划分为i个区间，并计算各个区间对应的峰面积为Xin；S4.通过各个相同吸收系数区间的峰面积计算各个区间的平均峰面积Yi；S5.计算n个对比样品的宏定量相似度Pmn，S6.获取线性回归方程；S7.测量待测样品的Pm0，代入线性回归方程，获取对应的质量百分比浓度。用少量的样品就能分析含蛋氨酸的样品，避免实验样品受损的同时，极大地提升了检测分析的速度，现了对含蛋氨酸的定量检测。
Description
技术领域
本发明涉及蛋氨酸检测领域，更具体地，涉及一种用于蛋氨酸含量快速检验的方法。
背景技术
蛋氨酸是一种中性氨基酸，又称甲硫氨酸，是唯一含硫的氨基酸。它除了参与动物体内甲机基的转移及磷的代谢和肾上腺素、胆碱和肌酸的合成外，还是合成蛋白质和胱氨酸的原料。因其不能在人体内自身生成，所以必须由外部获得。蛋氨酸对动物及人体具有复杂的影响，如果蛋氨酸缺乏会导致体内蛋白质合成受阻，造成多方面的机体损害。由于蛋氨酸对动物和人体具有的作用复杂，所以医学药物研究中经常会对蛋氨酸进行测试和实验。
在实验过程中，手性药物蛋氨酸不同亚型、不同含量的样品绝大部分无法通过外观区分，一旦样品标记脱落或未及时摆放就容易造成产生混乱，想要将样品重新区分的难度大。现有检测手性药物蛋氨酸不同亚型的技术中，一般采用滴定法和色谱法对蛋氨酸进行定量检测。这两种方法的缺点在于检测耗时长，速度慢；检测的过程复杂，容易出错，需要多种试剂配合；而且检测对样品有损，造成了试样的破坏。
发明内容
本发明旨在克服上述现有技术的至少一种缺陷，提供一种用于蛋氨酸含量快速检验的方法，用于解决如何无损快速地对组成物种类相同而蛋氨酸含量不同的样品进行定量检测区分的问题。
本发明采取的技术方案是，一种用于蛋氨酸含量快速检验的方法，包括以下步骤，
S1.制作n个蛋氨酸质量百分比浓度不同的对比样品且n不少于3个；
S2.通过太赫兹检测仪检测对比样品，获取各个样品的太赫兹吸收系数谱；
S3.将各个太赫兹吸收系数谱按同样的方式划分为i个区间，并计算各个区间对应的峰面积为Xin；
S4.通过各个相同吸收系数区间的峰面积计算各个区间的平均峰面积Yi，
S5.以平均峰面积为参照，计算n个对比样品的宏定量相似度Pmn，
S6.以Pmn为纵坐标，蛋氨酸的质量百分比浓度为横坐标，通过回归分析获取线性回归方程；
S7.测量待测样品的Pm0，代入线性回归方程，获取对应的质量百分比浓度。
本技术方案中，区别于传统需要制作大量的对比样品，仅通过预制少量的对比样品，并利用对比样品的太赫兹检测数据就能形成用于太赫兹检测分析的参照谱。参照谱具体为用作太赫兹定量计算分析时所需的参照吸收系数谱。参照太赫兹吸收系数谱用于与对比样品的太赫兹系数谱结合分析。步骤S1中，制成对比样品后，需要将对比样品分开放置并进行明确标记，记录各个对比样品中具有的含蛋氨酸的质量百分比浓度。各个对比样品通过同样的太赫兹检测仪和在同样的检测条件下进行检测，并通过截取获得频率范围相同的太赫兹吸收系数谱曲线及曲线对应的数据。
传统的太赫兹吸收系数谱的分析中，采用的分析项一般为频率对应的太赫兹响应值。区别于传统的分析方式，本申请采用的分析项是更为体现吸收系数谱变化特征的峰面积。现有的分析方法中，单凭曲线的分析难以获取所述的峰面积信息。太赫兹吸收系数谱显示的是连续曲线，曲线实质是由连续的数据点组成。将曲线以频率划分的方式划分为多个连续的区间，每个区间为一个区间，按频率从小到达的排列重新命名各个区间，并用数字形成新的标记。再通过将区间内的数据点进行特征合并，峰点赋值和抹除简化等步骤，将每一个区间内的数据点的个体信息整合为整体信息，从而转换为量子峰，然后经过重组将太赫兹吸收系数谱转化为太赫兹量子指纹谱。
太赫兹量子指纹谱能提取出清晰简洁地提取出原来太赫兹吸收系数谱无法提取的特征信息，实现了太赫兹吸收系数谱中各种相应的数据和图形信息的整体优化，消除了太赫兹吸收系数谱峰点过多、曲线密集、不直观，难对比等缺陷。一方面使曲线的特征更加直观明显，另一方面也使得曲线中的图形信息被进一步精准表达。使对比分析过程中很多单靠曲线无法发现的问题能在太赫兹量子指纹谱中展示。进一步，各个对比样品划分区间的方式一致，而区间内数据点的信息整合方式也一致，使各个对比样品形成了具有同样区间分布的太赫兹量子指纹谱。从而能进一步获取将各个对比样品中各个区间的峰面积，并通过峰面积和峰高的平均值，以同样的区间分布，重新组合形成太赫兹检测和分析技术所需的参照谱。
进一步通过利用参照谱和对比样品的太赫兹量子指纹谱结合进行计算，引入宏定量相似度作为分析，通过宏定量相似度结合线性回归分析，获取含量变化下，宏定量相似度与含量之间的趋势方式，利用线性回归方程能通过待测样品的宏定性相似度，推算出待测样品的蛋氨酸含量。
作为优选，步骤S3中，将各个太赫兹吸收系数谱按同样的方式划分为i个区间，具体为：S31.将各个太赫兹吸收系数谱按频率划分为i个连续的区间；S32.按照频率从小到大排列分别标记为第1区间，第2区间……第i区间。本技术方案中，
作为优选，步骤S3中，将各个太赫兹吸收系数谱按同样的方式划分为i个区间，具体为：
S31.将各个太赫兹吸收系数谱按频率划分为i个连续的区间；S32.按照频率从小到大排列分别标记为第1区间，第2区间……第i区间。本技术方案中，通过相同的方式划分下，各个太赫兹吸收系数谱的区间一一对应，即使后续再对各个区间进行处理，其数据依然能一一对应，为后续有效的对比分析提供基础。
作为优选，步骤S1中，所述对比样品通过蛋氨酸粉末与聚乙烯粉以不同的比例混合形成，根据质量百分比浓度从小至大排列标记为1号对比样品，2号对比样品……n号对比样品。本技术方案中，将待测的含蛋氨酸和聚乙烯粉末直接作为对比样品，有助于控制分析过程的变量，减少其他杂质的干扰，获取含蛋氨酸更准确的太赫兹吸收系数谱。
作为优选，步骤S1中，n为2个至10个且至少一个对比样品只含蛋氨酸粉末。本技术方案中，在2个至10个范围的对比样品数量内，对比样品越多越有助于提升参照谱的准确性，只含蛋氨酸粉末的对比样品为蛋氨酸含量为100％的端点取样，有助于更准确地分析蛋氨酸含量对太赫兹检测参数的变化趋势。
作为优选，步骤S3中，各个区间内的频率跨度相等。本技术方案中，频率跨度及区间内频率的最大值减去频率的最小值。频率跨度相等即各个区间的区间相等，即各个区间内的数据点数量相等。每个数据点只属于一个区间，对应该频率下的太赫兹响应值。由于太赫兹波探测的频率范围广，所以所形成的数据点很多，而且呈密集分布，这是引起太赫兹吸收系数谱波形紊乱和相应的数据复杂的主要原因。受限于太赫兹检测仪的采集量，太赫兹吸收系数谱中的点始终为有限点。所述数据点指的是该频率对应下的太赫兹响应值。
作为优选，在质量百分比浓度为0-100％之间划分为5个至10个间隔相等的间距，取每个间隔的端点的质量百分比浓度作为对比样品具有含蛋氨酸物质的质量百分比浓度。进一步，将间隔控制为8个，每个间隔的端点分别为12.5％、25％、37.5％、50％、62.5％、75％、87.5％、100％。
作为优选，步骤S1中，所述含蛋氨酸粉末和聚乙烯粉末均匀混合形成厚度为0.5-2mm的薄片。
作为优选，步骤S3中，还包括以下步骤：S311.以区间内频率最小值对应的太赫兹响应值为峰高；S312.以区间内采集到的太赫兹响应值的数量与所述峰高的乘积为峰面积Xin。本技术方案中，峰高、峰面积和以区间内点的数量除以固定常数得出量子峰的半峰宽的信息提取的方式更适合区间数量多且区间内点少的频段划分状态。适合精细化的划分和对比的应用。本提取方式强调的是区间内起始点的纵向特征对整个频段的影响，当间距越小，形成的量子峰就越接近太赫兹吸收系数谱，所包含的信息越多。
作为优选，步骤S3中，还包括以下步骤：S321.以区间内频率最大值对应的太赫兹响应值为峰高；S322.以区间内采集到的所有的太赫兹响应值之和为峰面积Xin。本技术方案中，强调的是区间内末尾点的纵向特征对整个区间的影响。同时将其余的各个点以峰面积的形式整体体现结合。无论是针对频率跨度大还是跨度小，所形成的量子峰都能将峰高、峰面积和通过以区间内点的数量除以固定常数得出的半峰宽的信息经过整合提取后一一体现，有助于保留更多的规律信息。
作为优选，步骤S3中，还包括以下步骤：S331.以区间最大的太赫兹响应值为峰高；S332.以区间内采集到的所有的太赫兹响应值之和为峰面积Xin。本技术方案中，强调的是区间中最突出的太赫兹响应值，同样也是将其余的各个点以结合的形式反映峰面积。这种方式适应与各种不同的频率跨度，结合通过以区间内点的数量除以固定常数得出的半峰宽所形成的量子峰同样能将峰高、峰面积和半峰宽这些整合提取后的参数全部体现。
9作为优选，步骤S2中，获取各个对比样品的太赫兹吸收系数谱，具体为：获取区间范围为0.5-5THz的太赫兹吸收系数谱。
10作为优选，步骤S3中，区间内包含的太赫兹响应值为5-30个。本技术方案中，区间内的数据点越多，形成的太赫兹量子指纹谱与原曲线的相似度越低，但计算过程越简单；相反，若数据点越少，所突出表达特征就会越多，但会使得对比的难度和复杂性难度增大；数据点的数量越多，特征越突出，但所忽略的特征也会增多，在精细对比时忽略重要信息的几率会增大，为了保持准确度和有效性，同时消除数据点过多的问题，需要将每个区间内的太赫兹响应值限制在5-30个之间。
作为优选，太赫兹响应值限制在8-16个之间。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：在无需制作大量的参照样品的基础上，用少量的对照样品就能获取适用太赫兹检测分析的参照谱，对含蛋氨酸的样品进行定量检测分析。利用太赫兹检测分析在避免实验样品受损的同时，极大地提升了检测分析的速度，并进一步通过区间划分和区间内数据点重新整合的方式突出太赫兹吸收系数谱的特征，使整体数据精简易于分析的同时，形成包含了更多特性的太赫兹量子指纹谱。并通过引入峰面积用于检验分析，实现了对含蛋氨酸的定量检测，并解决了传统太赫兹吸收系数谱仅通过对比难以实现量化检测的问题。
附图说明
图1为本发明实施例2中1号对比样品的太赫兹吸收系数谱。
图2为本发明实施例2中2号对比样品的太赫兹吸收系数谱。
图3为本发明实施例2中3号对比样品的太赫兹吸收系数谱。
图4为本发明实施例2中4号对比样品的太赫兹吸收系数谱。
图5为本发明实施例2中5号对比样品的太赫兹吸收系数谱。
图6为本发明实施例2中1号对比样品的太赫兹量子指纹谱。
图7为本发明实施例2中2号对比样品的太赫兹量子指纹谱。
图8为本发明实施例2中3号对比样品的太赫兹量子指纹谱。
图9为本发明实施例2中4号对比样品的太赫兹量子指纹谱。
图10为本发明实施例2中5号对比样品的太赫兹量子指纹谱。
图11为本发明实施例2中的参照谱。
图12为本发明实施例2中实验样品的太赫兹吸收系数谱。
图13为本发明实施例2中实验样品的太赫兹量子指纹数谱。
图14为本发明实施例2中线性回归方程的示意图。
具体实施方式
本发明附图仅用于示例性说明，不能理解为对本发明的限制。为了更好说明以下实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
实施例1
本实施例一种用于蛋氨酸含量快速检验的方法，包括以下步骤，
S1.制作n个蛋氨酸质量百分比浓度不同的对比样品且n不少于3个；对比样品中的蛋氨酸与待测样品中的蛋氨酸为组成和结构均相同的同种物质，对比样品通过蛋氨酸粉末与聚乙烯粉以不同的比例混合形成，根据质量百分比浓度从小至大排列标记为1号对比样品，2号对比样品……n号对比样品。n为2个至10个且至少一个对比样品只含蛋氨酸粉末。
S2.通过太赫兹检测仪检测对比样品，获取各个样品的太赫兹吸收系数谱；具体为：获取区间范围为0.5-5THz的太赫兹吸收系数谱。
S3.将各个太赫兹吸收系数谱按同样的方式划分为i个区间，区间内包含的太赫兹响应值为5-30个。并计算各个区间对应的峰面积为Xin；具体为，S31.将各个太赫兹吸收系数谱按频率划分为i个连续的区间；S32.按照频率从小到大排列分别标记为第1区间，第2区间……第i区间。各个区间内的频率跨度相等。获取峰面积具体能采用下述三种方式之一，方式一为：S311.以区间内频率最小值对应的太赫兹响应值为峰高；S312.以区间内采集到的太赫兹响应值的数量与峰高的乘积为峰面积Xin；方式二为：以区间内频率最大值对应的太赫兹响应值为峰高；S322.以区间内采集到的所有的太赫兹响应值之和为峰面积Xin；方式三为：S331.以区间最大的太赫兹响应值为峰高；S332.以区间内采集到的所有的太赫兹响应值之和为峰面积Xin，本实施例中采用的是S331.以区间最大的太赫兹响应值为峰高；S332.以区间内采集到的所有的太赫兹响应值之和为峰面积Xin。
S4.通过各个相同吸收系数区间的峰面积计算各个区间的平均峰面积Yi，
S5.以平均峰面积为参照，计算n个对比样品的宏定量相似度Pmn，
S6.以Pmn为纵坐标，蛋氨酸的质量百分比浓度为横坐标，通过回归分析获取线性回归方程；
S7.测量待测样品的Pm0，代入线性回归方程，获取对应的质量百分比浓度。
实施例2
本实施例是一种用于蛋氨酸含量快速检验的方法，使用一个实验样品，该实验样品中的D-蛋氨酸的质量百分比浓度为未知。为了能通过太赫兹检测量化分析实验样品中的D-蛋氨酸的质量百分比浓度，需要先获取D-蛋氨酸的参照谱。
S1.将蛋氨酸制成至少两个质量百分比浓度不同的对比样品。本实施例中，采用同样的D-蛋氨酸粉末和聚乙烯粉末，按D-蛋氨酸粉末质量百分比浓度分别为10％、40％、60％、80％、100％形成五种重量百分比浓度的对比样品，将两种粉末均匀按不同质量百分比浓度分别混合后通过压片模具在大于20MPa的压力下制成直径为13±0.5mm且截面尺寸相同的五个圆形薄片，薄片的厚度在1.1-1.6mm之间，从而制得5个对比样品。
S2.通过太赫兹检测仪检测对比样品，获取各个对比样品的太赫兹吸收系数谱。通过太赫兹检测仪分别对五个对照样品进行检测，如图1至图5所示，10％标记为1号对比样品，40％为2号对比样品、60％为3号对比样品、80％为4号对比样品、100％为5号对比样品，分别获取1-5号对比样品的太赫兹吸收系数谱，并分别截取频率为1-4THZ的部分。
S3.太赫兹吸收系数谱中，将频率划分为多个连续的区间，各个对比样品形成的区间一一对应，并获取每个区间的峰面积；以每10个数据点合并为一个区间，每个区间中以区间内最大的太赫兹响应值为峰高，以区间内采集到的所有的太赫兹响应值之和为峰面积，依照频率从小至大的方向重新命名，以1、2……i，分别表示1区间，2区间……i区间，形成如图6至图10的1-5号对比样品的太赫兹量子指纹谱，并进行以下标记，对比样品的峰面积标记为Xin：1号对比样品中，1区间的峰面积为X11，2区间的峰面积为X21……i区间的峰面积为Xi1；2号对比样品中，1区间的峰面积为X12，2区间的峰面积为X22……i区间的峰面积为Xi2；3号对比样品中，1区间的峰面积为X13，2区间的峰面积为X23……i区间的峰面积为Xi3；4号对比样品中，1区间的峰面积为X14，2区间的峰面积为X24……i区间的峰面积为Xi4；5号对比样品中，1区间的峰面积为X15，2区间的峰面积为X25……i区间的峰面积为Xi5。
S4.各个太赫兹吸收系数谱对应的同一区间的峰高和峰面积取平均值，获取平均峰高和平均峰面积，平均峰高为同一对应区间内五个对比样品的峰高的平均值，平均峰面积为同一对应区间内五个对比样品的峰面积的平均值，并作以下标记，以平均峰高为参照谱的峰高，以平均峰面积为参照谱的峰面积，并标记平均峰面积为Yi，
即Y1＝(X11+X12+X13+X14+X15)/5；Y2＝(X21+X22+X23+X24+X25)/5……Yi＝(Xi1+Xi2+Xi3+Xi4+Xi5)/5。
S5.按对比样品的区间排序将平均峰高和平均峰面积重新组合形成参照谱。以横坐标、纵坐标和1-5号对比样品的太赫兹量子指纹谱一致，将参照谱在各个区间中的峰高和峰面积按上述所得代入，如图11所示，形成参照谱。
该参照谱能用于以下对含D-蛋氨酸和聚乙烯而D-蛋氨酸的质量百分比浓度不确定的实验样品进行定量检测。利用公式
获取1号对比样品的宏定量相似度Pm1、2号对比样品的宏定量相似度Pm2、3号对比样品的宏定量相似度Pm3、4号对比样品的宏定量相似度Pm4、5号对比样品的宏定量相似度Pm5，并以Pmn为纵坐标，D-蛋氨酸的质量百分比浓度为横坐标，形成散点图，如图14所示，通过回归分析获取五个点的线性回归方程y＝1.4243+23.933，再通过与对比样品同样的方式获得实验样品的太赫兹吸收系数谱，如图12所示和太赫兹量子指纹图谱，如图13所示。用同样的计算获取实验样品的宏定量相似度Pm0＝61.4％，代入线性回归方程，算的实验样品含D-蛋氨酸的质量百分比浓度为26.31％。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明技术方案所作的举例，而并非是对本发明的具体实施方式的限定。凡在本发明权利要求书的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种用于蛋氨酸含量快速检验的方法，其特征在于，包括以下步骤，
S1.制作
个蛋氨酸质量百分比浓度不同的对比样品且/>
不少于3个；
S2.通过太赫兹检测仪检测对比样品，获取各个样品的太赫兹吸收系数谱；
S3.将各个太赫兹吸收系数谱按同样的方式划分为
个区间，并计算各个区间对应的峰面积为/>
；
S4.通过各个相同吸收系数区间的峰面积计算各个区间的平均峰面积
，
；
S5.以平均峰面积为参照，计算
个对比样品的宏定量相似度/>
，
S6.以
为纵坐标，蛋氨酸的质量百分比浓度为横坐标，通过回归分析获取线性回归方程；
S7.测量待测样品的
，代入线性回归方程，获取对应的质量百分比浓度；
步骤S3中，将各个太赫兹吸收系数谱按同样的方式划分为
个区间，具体为：
S31.将各个太赫兹吸收系数谱按频率划分为
个连续的区间；
S32.按照频率从小到大排列分别标记为第1区间，第2区间……第
区间；
步骤S1中，所述对比样品通过蛋氨酸粉末与聚乙烯粉以不同的比例混合形成，根据质量百分比浓度从小至大排列标记为1号对比样品，2号对比样品……
号对比样品；
步骤S3中，各个区间内的频率跨度相等。
2.根据权利要求1所述的一种用于蛋氨酸含量快速检验的方法，其特征在于，步骤S1中，
为3个至10个且至少一个对比样品只含蛋氨酸粉末。
3.根据权利要求1所述的一种用于蛋氨酸含量快速检验的方法，其特征在于，步骤S3中，还包括以下步骤：
S311.以区间内频率最小值对应的太赫兹响应值为峰高；
S312.以区间内采集到的太赫兹响应值的数量与所述峰高的乘积为峰面积
。
4.根据权利要求1所述的一种用于蛋氨酸含量快速检验的方法，其特征在于，步骤S3中，还包括以下步骤：
S321.以区间内频率最大值对应的太赫兹响应值为峰高；
S322.以区间内采集到的所有的太赫兹响应值之和为峰面积
。
5.根据权利要求1所述的一种用于蛋氨酸含量快速检验的方法，其特征在于，步骤S3中，还包括以下步骤：
S331.以区间最大的太赫兹响应值为峰高；
S332.以区间内采集到的所有的太赫兹响应值之和为峰面积
。
6.根据权利要求1-5任一项所述的一种用于蛋氨酸含量快速检验的方法，其特征在于，步骤S2中，获取各个对比样品的太赫兹吸收系数谱，具体为：获取区间范围为0.5-5THz的太赫兹吸收系数谱。
7.根据权利要求1所述的一种用于蛋氨酸含量快速检验的方法，其特征在于，步骤S3中，区间内包含的太赫兹响应值为5-30个。
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