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申请/专利权人：中国民用航空总局第二研究所

摘要：本申请涉及基于柱色谱法的检测领域，特别是涉及基于柱色谱法的工业生产中健康人员脑疲劳程度划分方法。该方法基于的是柱色谱法，目的是分析工业生产中人的因素对生产安全、效率和绩效的影响。方法包括：建立通用函数表达式F=fN,C0,C1,…,Ci,…,CN；采集目标人员上班工作前和工作预设时间段后的尿液样本并保存；对其预处理，采用基于柱色谱法的代谢组学方法检测；采用代谢组学数据处理专业软件筛选差异化表达生物标志物，得到N数值；将N和N种生物标志物相对浓度代入表达式，得到脑疲劳程度为N等级以及该等级内脑疲劳程度详细划分。本发明基于柱色谱法判断了工业生产中健康人员工作任意时间段后疲劳程度的生理状态。

主权项：1.一种基于柱色谱法的工业生产中健康人员脑疲劳程度划分方法，包括以下步骤：S100，建立脑疲劳程度通用函数表达式F=fN,C0,C1,…,Ci,…,CN，其中，F为目标人员的脑疲劳程度，f为函数，N为脑疲劳等级，N为大于等于0的整数，N的取值等于差异化表达的生物标志物的数量，Ci为第i种差异化表达的生物标志物的相对浓度，i的取值范围为0到N；所述脑疲劳程度F包括两个精度的脑疲劳程度划分，第一个精度的脑疲劳程度划分是根据N数值解进行脑疲劳等级划分，第二个精度的脑疲劳程度划分是在该脑疲劳等级内根据生物标志物的相对浓度C0,C1,…,Ci,…,CN详细划分；所述脑疲劳是一种生理变化造成的生理状态而非病理变化导致的病理状态；S200，所述目标人员为工业生产中从事生产活动的身体健康的工作人员；采集目标人员在上班工作前的尿液样本，采集完成后，将样本在不高于-20℃条件下进行低温保存；S300，采集目标人员在上班工作预设时间段后的尿液样本，采集完成后，将样本在不高于-20℃条件下进行低温保存；S400，分别对S200采集的目标人员在上班工作前的尿液样本和S300采集的目标人员在上班工作预设时间段后的尿液样本进行预处理；所述预处理包括：将尿液样本进行离心，取上清液及将上清液进行稀释；采用基于柱色谱法的代谢组学方法分别对预处理后的目标人员在上班工作前的尿液样本和目标人员在上班工作预设时间段后的尿液样本进行检测，得到各个样本的检测数据；S500，采用代谢组学数据处理专业软件对S400检测得到的数据进行分析处理及阈值设定，筛选出现差异化表达的生物标志物，得到脑疲劳等级为N数值解；所述分析处理包括数据对齐、峰提取和采用偏最小二乘法OPLS-DA分析，所述阈值设定包括设置P0.05、CV≤30%、VIP1.0和最大变化倍数大于等于1.2；P为显著性参数，CV为变异系数，VIP为变量对模型的重要程度；S600，获取N种出现差异化表达的生物标志物的相对浓度，根据N种出现差异化表达的生物标志物的相对浓度，得到该脑疲劳等级下的详细划分脑疲劳程度；所述相对浓度为目标人员在上班工作预设时间段后的尿液样本中生物标志物对应的归一化峰面积与目标人员在上班工作前的尿液样本中对应的生物标志物的归一化峰面积之比；S700，将N数值和各差异化表达的生物标志物的相对浓度代入所述脑疲劳程度通用函数表达式，得到目标人员上班工作预设时间段后脑疲劳程度为N脑疲劳等级以及该脑疲劳等级内脑疲劳程度详细划分；当N=0时，F=f0,C0，F0=0，表示人体处于完全清醒的状态，在完全清醒的状态下的详细划分脑疲劳程度F0为0；当N=1时，F=f1,C1，F1=fC1，表示人体处于一级脑疲劳等级，在一级脑疲劳等级下的详细划分脑疲劳程度F1随第一个差异化表达的生物标志物的相对浓度变化而变化；当N=2时，F=f2,C1,C2，F2=fC1,C2，表示人体处于二级脑疲劳等级，在二级脑疲劳等级下的详细划分脑疲劳程度F2随第一个和第二个差异化表达的生物标志物的相对浓度变化而变化；当N≥3时，F=fN,C1,C2,…,CN，FN=fC1,C2,…,CN，表示人体处于N级脑疲劳等级，在N级脑疲劳等级下的详细划分脑疲劳程度FN随N个差异化表达的生物标志物的相对浓度变化而变化；当N=1时，F1=[maxC1,1C1]-1，max为取最大值；当N≥2时，FN=[meanmaxC1,1C1,maxC2,1C2…,maxCi,1Ci,…,maxCN,1CN]-1，mean为取均值；所述脑疲劳程度通用函数表达式对应的差异化表达的生物标志物表征矩阵为： 其中，矩阵的第i+1行为第N=i时对应的数据，第N=i时对应的数据为当出现i个差异化表达的生物标志物时对应的数据，矩阵的第1列为i的取值，第2列为C0对应的数据，第3列为第1种差异化表达的生物标志物的数据，C1,i为差异化表达的第1种生物标志物在N=i时的相对浓度，第4列为差异化表达的第2种生物标志物的数据，C2,i为第2种差异化表达的生物标志物在N=i时的相对浓度，Ci,i为第i种差异化表达的生物标志物在N=i时的相对浓度，最后一列为差异化表达的第N种生物标志物的数据，CN,N为第N种差异化表达的生物标志物的相对浓度。

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