迈理奥小讲堂丨代谢组学的那些事(二)

2022-12-15 19:43:02

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01
代谢组学分析平台

完成样本的采集和预处理之后,代谢产物需要通过合适的方法进行测定。色谱、质谱、核磁共振、毛细管电泳和红外光谱等分离分析手段及其组合都被应用于代谢组学的研究中。

目前代谢组主要的研究技术分为三大类:核磁共振技术(NMR)、气相色谱-质谱联用技术(GC-MS)、液相色谱-质谱联用技术(LC-MS)。其中NMR的方法操作简单,但线性范围窄,如1H-NMR对含氢代谢产物进行检测,能够完成样品中大多数化合物的检测;LC-MS和GC-MS的方法兼具有色谱的高分析度,质谱的高灵敏度,应用范围较广;由于LC-MS避免了GC-MS中繁杂的样品前处理,其较高的灵敏度和较宽的动态范围,已经被越来越多的用于代谢组学的研究。简而言之,LC-MS非常适合生物样本中复杂代谢产物的检测。

02
色谱质谱联用技术

在规模检测中,样品往往是复杂机体中的多组分混合物,首先必须将其分离,然后才能对有关组分进行准确检测。

色谱技术包括液相色谱技术和气相色谱技术。其中液相色谱的流动相为液体,利用物质在两相中分配系数的差异进行分离,类似于萃取过程;气相色谱的流动相为惰性气体,主要是利用物质的沸点、极性及吸附性质的差异来实现混合物的分离。

质谱分析是一种测量离子质荷比的检测方法。其基本原理是样品在离子源中发生电离,生成不同荷质比的带电离子,经加速电场的作用,形成离子束,进入质量分析器,最后到达检测器以产生信号数据,最终对样品进行准确分析

03
HMDB的前世今生

人类代谢组数据库(Human Metabolome Database,HMDB)是由加拿大代谢组学创新中心(The Metabolomic Innovation Centre,TMIC)于2007年创立,被认为是世界上最完整且最全面的人类代谢研究的代谢组资源。

HMDB涵盖了广泛的光谱数据、通路数据、生理和疾病数据,并且能够提供不同类型的高级可视化工具,搜索工具和下载或数据可访问性选择。

为了满足代谢组学研究中不断变化的需求,自首次发布以来HMDB一直在不断更新,目前已更新至HMDB5.0。

网址:https://hmdb.ca/

04
质量分析器TOF、QQQ、QTRAP、Orbitrap的功能介绍

TOF、QQQ、QTRAP、Orbitrap都是质谱中常见的质量分析器

TOF(times of flight 飞行时间):不同的离子可通过电场加速至同样的动能,而其速度由质荷比决定。因此可用飞行时间技术测量速度从而得知质荷比。特点是分辨率高、灵敏度低,适合非靶研究

QQQ(triple quadrupole 三重四级杆):由三个依次串联的四极杆组成,其中第一个四极杆(Q1)和第三个四极杆(Q3)用作质量过滤器,第二个四极杆(Q2)用作离子碰撞室。特点是灵敏度高、分辨率低,适合靶向定量研究

QTRAP(串联四级杆复合线性离子阱质谱): 是以QQQ为基础,第三个四级杆(Q3)即可以做三重四级杆也可以做线性离子阱,具有三重四级杆的扫描功能,兼具线性离子阱的高灵敏度定性扫描和多级扫描功能,以及三重四级杆和线性离子阱结合在一起的扫描功能

Orbitrap(静电场轨道阱):是一种拥有高分辨的质谱分析器,为Thermo公司独有的高分辨质谱技术

05
代谢组学检测的质控设置

质控样:一般选择将该批次所有检测样本混合,检测过程与正式样本相同,在该批次前后走若干针,检测样品中固定间隔走一针。监控整个系统的稳定性,易发现因系统污染、仪器故障(如灵敏度下降、保留时间变化、质量准确度变化)所引起的问题

平行样:选择不少于样品总数5%的样本分成平行3份,贯穿整个样品制备、检测和分析过程。监控实验全过程的稳定性

迈理奥DeepMarker MT代谢组学平台

平台采用全球领先的高效化学同位素标记(HP-CIL)技术和国际前沿的LC-HRMS仪器设备,并通过全套优化的具有自主知识产权的IsoMS Pro软件进行数据分析:颠覆式的技术创新突破了常规代谢组学方法的瓶颈,体现了更高灵敏度、高覆盖率、高精准定量、高稳定性的全方位、多层面的领先优势。


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