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                  代謝組學常見問題(二):儀器理論篇

                  發布日期:2020.03.24

                  圖片關鍵詞

                  01

                  代謝組學主要檢測平臺有哪些,如何選擇?

                  主流的代謝組學檢測平臺有以下三類:
                  GC-MS(Gas Chromatography and Mass Spectrometry,氣相色譜質譜聯用)、LC-MS(Liquid Chromatography Coupled Mass Spectroscopy,液相色譜質譜聯用)和NMR(Nuclear Magnetic Resonance,核磁共振)(下文均使用英文縮寫)。
                  所有的樣品類型都可以用這三類平臺檢測,但近些年,由于GC-MS和LC-MS的靈敏度高、特異性強和檢測的范圍廣的特點,越來越多使用這兩類平臺。1585012801669539.jpg

                  02

                  不同的代謝組學平臺各自優缺點是什么?

                  概括如下圖:

                  1585012816723853.jpg

                  03

                  為什么使用GC-MS檢測樣品,卻很少檢測到揮發性的物質?

                  GC-MS只是一種儀器平臺,針對該平臺,還根據不同的檢測要求需要使用不同的檢測方法,,整套方法包括樣本的制備和其中的物質提取方式、色譜氣化室的溫度、色譜柱的型號和規格、色譜運行條件、質譜端的檢測條件和模式等,因為揮發性物質的沸點較低,需要使用針對性的方法來測,常規的GC-MS非靶向方法不適合該類物質。
                  如果關注揮發性的物質,需要選擇“頂空進樣或者固相微萃?。▽τ诤康偷奈镔|有富集作用)再利用GC-MS檢測。

                  04

                   為什么有的物質正離子模式下存在,負離子模式下不存在?

                  首先,質譜端檢測器是的本質是場(電場或磁場),待測物質需要帶電才會被有效檢測。其次,這也和分析物的性質是有關系的,有的物質容易帶正電荷,有的物質容易帶負電荷。比如說堿性化合物易帶正電荷,加合質子或其他正電荷離子;酸性化合物易帶負電荷,失去質子或加合其他負電荷離子。

                  05

                  色譜質譜串聯的優勢是什么?

                  相較于傳統檢測器,使用靈敏度更高、分辨率更高、定性能力更強的質譜儀代替了光學檢測器。將色譜的分離能力和質譜的分辨、定性能力強強聯合,可以同時對更多、含量更低的物質進行準確檢測,復雜組分中多物質檢測的單位時間也大大縮短。

                  06


                  GC-MS能檢測到哪些類別的代謝物?


                  GC-MS能檢測到有機酸、氨基酸、單糖、糖醇、胺類、脂肪酸、吲哚、單甘油酯、核苷、二糖、生育酚、甾醇等代謝物。

                  07


                  GC-MS分析生物樣本為何要衍生化處理?有哪些衍生化的方法?


                  GC的流動相(載氣)為氣體(通常為高純氦或者氫),這就要求被分析物必須能夠氣化,而生物樣本中很多內源性代謝物都含有極性基團,具有沸點高、不易氣化特點或者高溫下容易降解。衍生化能夠降低這些代謝物的沸點,增加它們的熱穩定性,以便分析能夠順利進行。
                  衍生化方法及試劑種類繁多,根據不同的分析目標,需選擇合適的衍生化方法。如分析脂肪酸,可采用甲酯化衍生。在GC-MS代謝平臺上,最常用的衍生化方法是硅烷化衍生,因為它的廣譜高效。在進行硅烷化衍生之前,還需添加甲氧胺吡啶溶液,以封閉羰基(針對α-酮酸和糖類,保護作用),減少衍生化副產物的生成。

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                  LC-MS適合檢測哪些代謝物?


                  參考問題1可知,限制LC-MS能力的主要是色譜分離??偨Y歸類為脂質、膽汁酸、氨基酸、核苷酸等多數物質都可以使用LC-MS檢測。

                  09


                  LC-MS和LC-MS只選一種,該如何選擇?


                  兩種平臺的關系是部分檢測對象重復,多數檢測對象互補的關系,有條件的建議2種平臺組合使用,否則需要根據自己的研究目的來選擇,一般來說,中心代謝途徑(如三羧酸循環、糖酵解中乳酸、丙酮酸等)密切相關的建議選擇GC-MS平臺,而脂質組學、膽汁酸定量、激素(動物和植物)可選擇LC-MS平臺。選擇的準則較多,如不確定的,可以聯系譜領生物技術支持獲取更加準確的信息。

                  END

                  下一節,我們繼續講解代謝組學樣本收集相關的基礎知識。


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