背景蛇毒作为天然的高效生物蛋白腺体分泌物,以其极高的药用价值被誉为“液体黄金”。蛇毒的成分非常复杂,事实上其毒理机制是多种活性成分共同作用的结果,而多元活性成分的病理分析还十分欠缺。我们通过高通量蛋白质荧光染料法,对7种蛇毒蛋白进行辨别分析,利用机器学习实现蛇毒混合样品的辨别分析的同时,探索蛇毒的毒理的同时,期待推进人工智能方法对混合样品分析、复杂药理、病理的分析。目的(1)建立一种用蛋白质荧光染料进行多种蛇毒蛋白及其混合物等多种复杂样品分析的方法;(2)开发基于差异化蛇毒蛋白荧光染色的多元分析的荧光阵列传感器。方法(1)根据所要检测的6种代表性的蛇毒蛋白(磷脂酶A2、α-神经毒素、心脏毒素、透明质酸酶、凝血酶、血凝酶),选择普适性能与之结合的4种荧光染料(曙红Y、异硫氰酸荧光素异构体I、磺酰罗丹明B、达旦黄)。将一定浓度的染料和蛋白混合,用荧光光谱法分别测定6种蛋白在4种染料中的荧光强度,并记录加入蛋白前后荧光强度的变化。(2)构建多元分析荧光传感阵列,利用多元辨别分析方法,将传感阵列中所获得的数据进行统计分析,并用线性判别分析(Linear discriminant analysis,LDA)和分层聚类分析(Hierarchical cluster analysis,HCA)的方法将数据可视化呈现。(3)利用构建的多元分析传感阵列,分别对相同浓度下不同蛋白、不同浓度下不同蛋白、相同浓度梯度下不同蛋白、多组分蛋白混合物、不同浓度梯度的混合蛋白以及自然界中天然存在的蛇毒混合物进行辨别分析。结果(1)6种代表性的蛇毒蛋白(磷脂酶A2、α-神经毒素、心脏毒素、透明质酸酶、凝血酶、血凝酶)在4种荧光染料(曙红Y、异硫氰酸荧光素异构体I、磺酰罗丹明B、达旦黄)中均具有独特的荧光指纹,可实现100%的区别分析;(2)利用LDA和HCA两种多元辨别分析方法,LDA可明显区分6种蛇毒蛋白的种类,HCA可具体观察6种蛇毒蛋白之间的亲缘关系;(3)在构建的荧光传感阵列上,可明显区分相同浓度下不同蛋白、不同浓度下不同蛋白、相同浓度梯度下不同蛋白、多组分蛋白混合物和不同浓度梯度的混合蛋白,以上实验均重复14组且准确率均达100%,检测限为10 ng/mL;(4)在构建的荧光传感阵列上,可完全区分7种自然界中天然存在的蛇毒混合物,并明显观察出这7种蛇毒混合物之间的亲缘关系。结论(1)基于荧光染料结合蛇毒蛋白后产生荧光强度变化的荧光传感阵列对多种蛇毒蛋白表现出良好的选择性和特异性;(2)基于染料结合蛇毒蛋白致使荧光强度发生变化这一原理,构建的荧光传感器可以快速灵敏的检测蛇毒蛋白的种类,对混合蛇毒蛋白表现出良好的选择性和特异性。