[发明专利]一种新的基于同系/类似化合物结构-质谱响应关系研究的不依赖标准品的定量分析方法

说明书

技术领域

本技术发明属于分析领域，涉及同系/类似化合物的定量分析，特别是复杂基质样品中不存在标准品的化合物的定量分析方法。

背景技术

在草药、环境、食品和制药等复杂基质研究领域中，多组分同步定量能够揭示其中关键物质或潜在活性化合物的含量，对于整体质量控制和效应/毒性评估非常重要。然而，与定性分析相比，定量分析却要面临更多的问题和挑战。例如现已有许多非靶标分析策略，可不依赖标准品对未知化合物进行结构推测，但对于定量分析而言，由于各化合物的响应各异，标准品的缺乏已成为一个非常大的桎梏；此外，对于定量分析而言，系统的方法学考证也比定性分析的要求更为严格，需要对线性范围、准确度、精密度、稳定性、提取回收率、介质效应等一系列项目进行考察。

在复杂体系中，同系/类似化合物往往是有机化合物的主要存在形式，这些化合物可能以整体或协同的形式发挥生物效应。以往的研究中，常以一个或一些现有标准品的且在体系中含量较高的化合物作为评价指标来代表同系化合物进行定量分析、质量评价或进行进一步的药物代谢动力学研究，但该思路存在着明显的局限性，由于一些化合物或代谢产物仍可能在低浓度条件下产生生物效应或毒性反应，因而不能被简单地忽略。

近年来，分析仪器特别是高分辨质谱的发展为复杂体系中化合物的分析提供了便利，与此同时，一些半定量或相对定量的方法学也相继被提出，来克服复杂体系定量中标准品难以获得的瓶颈。例如有人提出以同系/系列化合物中一个化合物的标准曲线作为参照，对其余化合物直接或通过分子量校正进行定量；有人先采用一系列化合物，研究其在特定仪器中响应的相对关系，既而在以后的定量中可仅用一个化合物，即可实现这些化合物的绝对定量；也有人提出了“提取物标准曲线”的概念，评价同系/系列化合物在体内的药代动力学过程。但这些方法终究局限于相对含量的估算，不能够准确外推不存在标准品的化合物的实际浓度，未能真正摆脱标准品的限制。

除了分析领域的进展之外，一些计算机辅助的化学信息学策略也已经应用于制药和环境领域的研究，诸如药物先导物的发现，复杂体系中系列化合物构效关系研究等。在这些计算机辅助手段中，应用得较多的主要为分子对接/药效团分析和定量构效关系/结构保留时间关系研究。然而，这些技术在复杂体系系列化合物定量研究中暂无应用实例，其原因可能为化合物定量的影响因素较多，且尚未找到合适的量化指标，用于表征化合物的仪器响应等。

本技术发明旨在解决同系/系列化合物定量过程中标准品缺乏的问题。通过选取合适的能表征化合物质谱响应的量化指标，建立化合物内在理化结构性质和质谱响应之间的关系。通过模型的建立和验证，可解释在用质谱对同系/系列化合物定量时对其响应有影响的关键理化参数，预测同系/系列化合物在质谱中的响应，以实现不依赖于标准品的复杂基质中同系/系列化合物的定量。

发明内容

本技术发明的目的是提供一种新的基于同系/类似化合物结构-质谱响应关系研究的不依赖标准品的定量分析方法，通过如下步骤完成：

1、选取一系列同系/类似化合物进行其质谱定量方法学研究及考证：

选取尽可能多且简单易得的标准品建立质谱定量方法，确定其定量范围，并对准确度、精密度、稳定性、介质效应、提取回收率等项目进行系统的方法学考证。

2、根据在一定浓度范围内建立的各化合物的标准曲线，进行截距为零的线性拟合：

考虑到化合物的标准曲线包含斜率和截距两项，斜率体现化合物的响应强弱，而截距的存在主要为校正低浓度样品的准确度，在理想情况下化合物的标准曲线应过零点，故进行截距为零的线性拟合，以拟合斜率作为表征化合物响应的指标。

3、用分子模拟软件对化合物进行结构优化，计算与其各理化性质相关的分子描述符：

用分子模拟软件对标准品化合物的结构进行处理，计算其优化构象，并计算在优化构象条件下化合物的理化参数描述符，如分子量、极性、能量、电性等。

4、用分子模拟软件进行化合物结构(包括各理化参数描述符、分析条件中与质谱响应相关的参数)与质谱响应(线性拟合标准曲线的斜率)之间关系的建立及验证：

对于已有的化合物，挑选部分作为训练集，建立化合物结构与质谱响应之间的关系，表现形式可为多元一次回归方程(MLR)、人工神经网络(BNN)等，并用其余的化合物作为预测集，对该方程进行验证。需保证所建立的方程具有较好的拟合度和解释度，所包含的自变量具有一定的实际意义，且需防止方程的过拟合。