代谢组学：基于质谱的研究方法-张富昌

1、代谢组学：基于质谱的研究方法，报告者：张富昌指导教师：田中民2014年4月13日，内容摘要，一，代谢组学的基本知识二，gc-ms和lc-ms三，发现代谢组学，一，代谢组学的基本知识，一，代谢组学是什么？ 代谢组学是通过比较对照组和实验组代谢组(metabolomes，某些生物的所有代谢物成分)来寻找其他代谢光谱差异的研究方法。 这些差异可能与临床生物标志发现中研究的疾病有关，也可能与药物开发毒理学研究中候补药物摄取后的代谢变化有关。 一、代谢组学的基本知识，二、代谢组学的一般流程，、代谢组学，一、代谢组学的基本知识，三、代谢组学的一般流程，鉴定、代谢光谱分析后，对这些代谢物进行化学结构、代谢谱

2、分析在一组实验和对照样品中，寻找丰度变化有统计学意义的关心代谢物，说明，研究过程的最后一步，说明发现的代谢物与生物过程或生物状态的关系，一、代谢组学的基本知识，四、目标代谢组学的一般过程，目标代谢组学有必要用分析标准品进行定量分析。 一、代谢组学的基本知识，五、代谢组学的一般流程，二、gc-ms和lc-ms，一、质谱在代谢组学中的应用，质谱(ms )具有广泛的动态范围，可再现性定量分析，且能分析非常复杂的生理体液，因此代谢由于这种样品的复杂性，为了尽可能多地检测代谢物，在质谱前进行分离(气相色谱、液相色谱或毛细管电泳)，2、代谢组学中使用的分离技术，气相色谱(gc )。 gc是一种要求挥发性的

3、化学诱导化样品液相色谱(lc )，不能完全解决代谢组中亲水成分分离问题的毛细管电泳(ce )使用的缓冲液是质谱分析装置的离子源和亲水性相互作用色谱(hilic )，二、gc-ms和lc-ms 代谢组学的挑战，1、典型的代谢组学实验需要大量样品才能得到正确的统计结果，代谢组学研究需要很多技术的某些样品，比其他样品更适合采用某种特定的分析技术。 高灵敏度精确的机器4，强大的软件工具，对处理实验产生的大量数据非常重要的gc/ms和lc/ms数据的色谱卷积程序，寻找有意义的代谢物的一系列统计分析工具，有助于鉴定代谢物的代谢物数据二、gc-ms和lc-ms、4、gc/ms分析、气相色谱和质量分析(gc/

4、ms )是分析挥发性化学物质的有效组合。 气相色谱法推进了用载气涂布分析物的熔融石英毛细管。 实现了分析物的气相和毛细管内涂层的不同而分离。 二、gc-ms和lc-ms，4，gc/ms分析，电子碰撞电离(ei )是gc/ms最常用的电离技术，非常耐用、重现性好，且不受离子抑制影响的简单鉴定方法只是减去背景的ei图，nist谱更有效的鉴定方法是使用包含预期的化合物保存时间和ei图的特定应用数据库，同时检索分析物的色谱保存时间和质量分析图，二、gc-ms和lc-ms、4、gc/ms分析ei源的缺点ei电离经常导致分子离子的丧失-找不到匹配的ei光谱-不足的分子离子质量信息使可能的化合物数量非常庞大

5、，因此gc/ms最适合分析已知或期待的代谢物，二、gc-ms和lc-ms因此，能够用lc/ms分析的化合物的种类范围比gc/ms大的电喷雾(esi )和大气压化学电离(apci )是lc/ms中最常用的两种离子化技术-esi和apci可能出现离子抑制，因此共溶出的化合物二、gc-ms和lc-ms、5、lc/ms的可能未被检测到，目前没有可用于lc/ms检测的频谱库。 但是，由于在lc/ms分析中通常有分子离子，所以其质量可以在代谢物数据库中检索，例如metlin数据库q-tof根据分子离子计算经验式lc/ms作为未知代谢物研究中的搜索方法是最合适的，或者是多种目标代谢物不能用ms分析时可以采用

6、的二、gc-ms和lc-ms 6、lc/ms、gc/ms分析化合物的范围，二、gc-ms和lc-ms、三、发现代谢组学，一、发现代谢组学的概念，代谢组学主要是对照组发现代谢组学分析一般是代谢谱分析(也称为差异表达分析)，在一组实验和对照样品中寻找丰度变化有统计学意义的关心代谢物鉴定，进行代谢谱分析后测定这些代谢物的化学结构解释，研究过程的最后一步， 解释了所发现的代谢物与生物过程和生物状态的关系，三、发现代谢组学2、代谢谱分析、寻找有统计学意义的代谢物，分析重现性对表达谱分析越重要-分析变异越小，所需重复数越少的代谢谱分析经过复杂的特征提取， 对已知的代谢物进行靶代谢谱分析，寻找意外的代谢物-

7、代谢物以其分子特征为指标表示，不一定需要知道保存时间、质量或质量谱和丰度在代谢谱分析过程中该化合物/代谢物是什么。 但是，为了在不同次数的样品分析之间跟踪这些化合物，必须使用其物理性质，三是发现代谢组学，三是发现代谢组学有以下6个步骤，一是分析，包括代谢物的分离和检测，一般是gc/ms和lc 包括寻找样品中所有的代谢物。 无法检测代谢物意味着失去了机会，因此，尽量多检测样品中的代谢物很重要，三、发现代谢组学，三、发现代谢组学，三、发现代谢组学，三、数据的标准化、保存时间和响应统计分析、发现样本组间统计学差异、检定、gc/ms得到的ei图，如果被鉴定出非常适合进行基于频谱检索的代谢物，就需要通过

8、说明实验结果来推测代谢在生物路径上的地位。 3、发现代谢组学有以下六个步骤。 3、发现代谢组学。 4、安吉龙gc/ms在代谢组学中的应用，在分析方面具有良好的再现性，可以比较大量样品，校正良好的可靠性，最大限度地延长正常运行时间，分析大量样品的高灵敏度，可以检测出复杂样品中的低水平代谢物，动态范围为6个4、发现代谢组学，发现安吉隆gc/ms在代谢组学中的应用，在寻找特征方面，安吉隆提供自动质量分析解卷积和鉴定软件(amdis )，进行分解卷积。 这个软件是nist频谱库检索包的一部分。amdis包装设计发现相关的协同离子，从复杂的gc/ms数据中提取简单成分质量分析图，重建用于ei光谱库检索的

9、质量分析图，三、发现代谢组学，四、表明安徒生gc/ms在代谢组学中的应用的数据统计学分析软件必须具备以下功能：从大样本组和复杂实验设计中简单输入数据(包括元数据)，标准化，比较发现复杂实验设计数据之间的联系：两个比较检定后，通过通道分析， 使用可以生物学解释安吉龙的mass profiler专业软件，可以简单地输入、标准化、比较、图表化样本组的gc/ms和lc/ms数据，快速发现代谢物标记并支持元数据分析。 我们发现了simca-p，三，代谢组学，四，安徒生gc/ms在代谢组学中的应用，数据标准化和统计学分析方面，三，代谢组学，四，安徒生gc/ms在代谢组学中的应用， 在解释方面，安徒生mas

10、s prof iler专业软件的路径分析功能可以利用已知或独特的、用户基于现有数据设定的路径进行说明，大大简化这一过程，三、发现代谢组学，五、lc/ms在代谢组学中的应用以下几点对代谢光谱分析非常重要：良好的lc和ms的再现性，可以比较大量样品，校正优良的可靠性，分析大量样品的高灵敏度，以最大限度地延长正常运行时间，检测出复杂样品中的低水平代谢物，动态范围达到5个数量水平在发现代谢组学、5、发现lc/ms在代谢组学中的应用、寻找特征方面，安吉隆的masshunt er lc/ms工作站软件包括获得专利的分子特征提取算法，用于准确的质量lc/ms飞行时间数据另外，还可以识别和分析添加钠离子和二聚体的形成等常见的电喷雾噪声。 这些离子的鉴别和分组改进了统计分析的定量估计，随后从分析中去除假数据，三、发现代谢组学，五、lc/ms在代谢组学中的应用， 在鉴定方面metlin数据库：安吉伦metlin个人代谢物数据库软件是目前最全面的代谢物数据库，是基于关键字、分子式、化合物名称或k e g g、c