质谱数据库中醇醚类的物质数据挖掘及质谱检索算法在中药中的应用

【摘要】：化学、仪器科学和信息科学的发展使得现代化学数据的累积十分迅速，在这些数据中蕴藏了大量的化学信息和知识，如果可以有效的将这些知识提取出来，对化学学科的发展将具有巨大的推动和指导作用，这是分析化学工作者们所面临的一道难题。本文从当前化学学科的发展现状出发，以质谱数据库及数据库检索工具入手，力图建立起有效提取化学信息的方法，同时对中药复杂体系中质谱的匹配问题也进行了阐述。本文主要分为三个部分：质谱库的数据发掘，检索算法在中药复杂体系中的比较研究和中药指纹图谱建立的初步探索。 一．质谱库的数据发掘(第二章)：这部分的主要目的是通过对质谱数据库的机器学习，来达到对未知化合物的某些结构或子结构的预测。第一节对子结构预测中的信息处理方式进行了新的尝试，将QSAR／QSPR研究所使用的块变量正交化和典型相关变量思想运用于质谱分类的信息提取中，通过这种特殊的变量选择算法大大改进了饱和醇醚子结构的分类效果，为质谱分类和判别的进一步发展提供了参考。第二节提出了一种与传统的质谱分类变量思路不同的新分类变量，它通过对质谱碎裂过程中脱落质谱碎片信息的提取达到分类的目的，在饱和醇醚子结构的分类过程中表现优秀，是传统分类变量的有益补充。第三节讨论了质谱库中所有醇醚类物质的统计结果，反映了一些碎片峰与子结构之间的统计关系，并通过贝叶斯后验概率的计算论证了某些规律的真实性。 二.检索算法在中药混杂体系中的比较研究(第三章):对于中 药等复杂体系，质谱检测过程中常常可以遇到组分相互混杂的情况。 这些混杂体系所产生的质谱并不适用那些面向于高纯度质谱的检索 算法，因此检索结果往往不可信.质谱学界和化学计量学界都提出了 一些算法来解决此问题，本章将其中的一些经典算法应用于复杂中药 体系的研究中，提出了综合各类算法验证结果的匹配思想。 三.中药指纹图谱建立的初步探索(第四章):中药现代化在很 大程度上依赖于其质量的控制水平，而指纹图谱技术正成为中国及世 界上天然产物质量控制的有力工具。本部分主要对市售菜本挥发油的 气相色谱指纹图谱进行了研究，提出了建立菜本挥发油指纹图谱的实 验条件，并确定了挥发油的主要成分，同时对含有特征大峰的指纹图 谱，进行整体和局部加权的两重相似度评价，在菜本药材的质量控制 中得到了验证。