[发明专利]一种针对煤可溶有机质的化学计量学分析方法

权利要求书

1.一种针对煤可溶有机质的化学计量学分析方法，用于对煤可溶有机质的GC/MS、TOF‐MS和Orbitrap‐MS数据进行高效、全面的分析，其特征在于，所述方法使用R语言编程实现GC/MS、TOF‐MS和Orbitrap‐MS数据的主成分分析、聚类分析、类内差异分析和类间差异分析功能，所述方法包括如下步骤：

S1：使用MPP软件ID浏览器功能并与NIST谱图库标准谱图检索对照获得热溶物可测组分中化合物的结构信息；

S2：通过R语言编程实现所述主成分分析和聚类分析的功能，通过所述主成分分析和聚类分析对煤可溶有机质Orbitrap‐MS分析得到化合物组成成分及元素组成和元素含量的信息；

S3：基于热溶物中化合物在元素组成和元素含量上的差异对分析样品进行分类，实现对分析样品的分类，得到分析样品的分类信息；

S4：对进行信息分类的分析样品使用倍数变化和t检验方法，得到分类样品的类间差异化合物；

S5：根据分析样品的分类信息，对某一类分析样品通过分子量分布、碳原子数和等效双键数分布、等效双键数以及相对含量的分布对类内差异进行分析探讨。

2.根据权利要求1所述的一种针对煤可溶有机质的化学计量学分析方法，其特征在于，在步骤S1中，获得所述热溶物可测组分中化合物的结构信息的R语言程序为：

“data＝read.xlsx(x.xlsx,sheet＝x)#读取源数据

scale(data)#数据标准化

z<‐as.matrix(data)#数据矩阵

library(gplots)#加载gplots包

heatmap.2(z,dendrogram＝col,hclust(c,method＝ward.D))#绘制热图”。

3.根据权利要求1所述的一种针对煤可溶有机质的化学计量学分析方法，其特征在于，所述主成分分析步骤通过采用R编程语言程序中的factoextra包实现，并且还需安装、加载openxlsx、data.table、ggplot2、devtools、ggfortify和psych包，主要R语言程序为：

“data＝read.xlsx(,sheet＝x)#读取源数据

scale(data)#数据标准化

library(factoextra)#加载factoextra包

res.pca<‐prcomp(t(df))

mytheme＝theme_linedraw()+theme()#定义绘图主题

fviz_eig(res.pca,ggtheme＝mytheme)#绘制碎石图

fviz_pca_ind(res.pca,ggtheme＝mytheme)#绘制得分图

group＝data$CLASS

fviz_pca_var(res.pca,ggtheme＝mytheme)#绘制载荷图”。

4.根据权利要求1所述的一种针对煤可溶有机质的化学计量学分析方法，其特征在于，所述聚类分析步骤选取离差平方和法实现：首先由函数hclust实现距离通过欧式距离的定义过程；随后由函数heatmap.2实现聚类计算，并通过聚类结果创建热图和树图；最后根据聚类结果使用NbClust包确定最佳聚类数目；其中，单独的树突的主要R语言程序为：

“hc<‐hclust(dist(),ward.D)

plot(hc,label.offset＝0.1)”；

使用NbClust包确定最佳聚类数目的主要R语言程序为：

“library(NbClust)#加载NbClust包

devAskNewPage(ask＝TRUE)

nc<‐NbClust(t(z),distance＝euclidean,min.nc＝2,max.nc＝15,method＝ward.D,index＝duda)

nc$Best.nc#最佳聚类数目”。

5.根据权利要求1所述的一种针对煤可溶有机质的化学计量学分析方法，其特征在于，所述类内差异分析和类间差异分析包括步骤：计算倍数变化值(FC)和P值，根据计算得到的FC和P值绘制火山图，其中，计算FC和P值步骤中的主要R语言程序为：

火山图绘制的主要R语言程序为：

“data＝read.xlsx(,sheet＝x)#读取源数据

library(ggplot2)

ggplot(data,aes(x＝log2_FC,y＝‐log10(Pvalue)))”。