Metabolomics compendium

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1 安 捷 伦 全 方 位 系 统 化 代 谢 组 学 完 整 解 决 方 案 应 用 文 集

2 目 录 综 述 : 安 捷 伦 代 谢 组 学 完 整 解 决 方 案 第 一 章. 安 捷 伦 代 谢 组 学 方 案 平 台 及 方 法 流 程 介 绍 数 据 采 集 硬 件 平 台 发 现 代 谢 组 学 研 究 中 的 有 力 武 器 : LC/MS 系 统 :Agilent 6200 系 列 飞 行 时 间 液 质 联 用 仪 及 Agilent 6500 系 列 四 极 杆 - 飞 行 时 间 液 质 联 用 仪 GC/MS 系 统 :Agilent 5975C 气 相 色 谱 - 单 四 极 杆 质 谱 联 用 仪 CE/MS 系 统 :Agilent 7100 毛 细 管 电 泳 系 统 靶 向 代 谢 组 学 研 究 中 的 制 胜 法 宝 : LC/MS 系 统 :Agilent 6400 系 列 三 重 串 联 四 极 杆 液 质 联 用 仪 GC/MS 系 统 :Agilent 7000B 三 重 串 联 四 极 杆 气 质 联 用 仪 生 物 信 息 学 软 件 系 统 安 捷 伦 代 谢 组 学 软 件 概 述 Agilent Mass Profiler Professional 生 物 信 息 学 软 件 安 捷 伦 METLIN LC/MS 个 人 代 谢 数 据 库 安 捷 伦 Fiehn GCMS 代 谢 组 学 RTL 谱 库 选 择 指 南 : 代 谢 组 学 研 究 选 择 GC/MS 或 LC/MS 的 考 虑 因 素 第 二 章. 安 捷 伦 代 谢 组 学 知 名 国 际 期 刊 发 表 文 章 列 举 ( 部 分 ) 健 康 / 临 床 / 疾 病 代 谢 组 学 液 质 联 用 篇 飞 行 时 间 质 谱 / 四 极 杆 - 飞 行 时 间 质 谱 三 重 串 联 四 极 杆 质 谱 气 质 联 用 篇 植 物 / 微 生 物 代 谢 组 学 液 质 联 用 篇 三 重 串 联 四 极 杆 质 谱 气 质 联 用 篇 农 业 / 食 品 / 保 健 品 研 究 中 的 代 谢 组 学 液 质 联 用 篇 飞 行 时 间 质 谱 / 四 极 杆 - 飞 行 时 间 质 谱 三 重 串 联 四 极 杆 质 谱 气 质 联 用 篇

3 2.4 方 法 学 及 机 理 研 究 中 的 代 谢 组 学 液 质 联 用 篇 飞 行 时 间 质 谱 / 四 极 杆 - 飞 行 时 间 质 谱 三 重 串 联 四 极 杆 质 谱 气 质 联 用 篇 2.5 药 物 发 现 中 的 代 谢 组 学 气 质 联 用 篇 2.6 中 药 代 谢 组 学 液 质 联 用 篇 三 重 串 联 四 极 杆 质 谱 环 境 / 毒 理 研 究 中 的 代 谢 组 学 气 质 联 用 篇 第 三 章. 安 捷 伦 代 谢 组 学 应 用 文 章 列 举 ( 部 分 ) 农 业 / 食 品 / 保 健 品 研 究 中 的 代 谢 组 学 液 质 联 用 篇 飞 行 时 间 质 谱 / 四 极 杆 - 飞 行 时 间 质 谱 3.2 健 康 / 临 床 / 疾 病 代 谢 组 学 液 质 联 用 篇 飞 行 时 间 质 谱 / 四 极 杆 - 飞 行 时 间 质 谱 气 质 联 用 篇 附 录

4 综 述 : 安 捷 伦 代 谢 组 学 完 整 解 决 方 案 1. 代 谢 组 学 研 究 背 景 代 谢 组 学 是 考 察 生 物 体 系 受 刺 激 或 扰 动 后 ( 如 将 某 个 特 定 的 基 因 变 异 或 环 境 变 化 后 ) 其 所 有 小 分 子 代 谢 产 物 的 变 化 或 其 随 时 间 的 变 化, 来 研 究 生 物 体 系 代 谢 途 径 的 一 种 技 术 目 前 代 谢 组 学 在 疾 病 诊 断 毒 理 植 物 营 养 学 等 领 域 有 着 广 泛 的 应 用 生 物 体 受 环 境 毒 性 疾 病 药 物 等 干 扰 后, 内 源 性 物 质 会 做 出 相 应 的 代 谢 响 应, 这 种 代 谢 变 化 能 表 达 成 为 特 定 的 代 谢 指 纹 图 谱 代 谢 组 学 研 究 的 思 路 就 是 通 过 一 系 列 的 数 据 采 集 手 段 得 到 包 含 代 谢 产 物 信 息 的 代 谢 指 纹 图 谱, 并 利 用 多 元 数 据 分 析 的 手 段 对 这 些 信 息 进 行 挖 掘 提 取, 找 出 有 用 的 信 息 代 谢 组 学 研 究 的 流 程 主 要 包 括 代 谢 指 纹 谱 的 数 据 采 集 代 谢 谱 差 异 统 计 分 析 潜 在 生 物 标 记 物 鉴 定 及 代 谢 通 路 分 析 代 谢 组 学 的 研 究 分 为 不 同 的 研 究 层 次, 其 中 主 要 分 为 非 靶 标 代 谢 组 学 (Untargeted Metabolomics) 和 靶 标 代 谢 组 学 (Targeted Metabolomics) 研 究 代 谢 组 学 关 心 的 是 代 谢 过 程 中 所 有 的 小 分 子 代 谢 产 物, 要 求 对 过 程 中 的 所 有 小 分 子 化 合 物 采 取 无 歧 视 分 析 至 今 为 止, 还 没 有 哪 一 种 技 术 平 台 可 以 完 全 实 现 这 一 目 的 现 今 代 谢 组 学 所 采 用 的 方 法 是 对 不 同 的 实 际 样 品 以 及 不 同 类 型 的 代 谢 产 物 分 别 采 取 不 同 的 分 析 方 法, 因 此 各 种 分 析 平 台 的 组 合 为 代 谢 组 学 的 研 究 可 以 提 供 有 效 的 解 决 之 道 在 代 谢 组 学 分 析 中, 气 相 色 谱 与 质 谱 联 机 (GC/MS) 可 以 为 样 品 中 的 非 极 性 代 谢 小 分 子 提 供 检 测 方 案, 而 液 相 色 谱 与 质 谱 的 联 机 (LC/MS) 可 以 为 样 品 中 中 等 极 性 至 强 极 性 代 谢 小 分 子 进 行 有 效 的 检 测 在 此 基 础 上, 结 合 不 同 的 质 谱 质 量 分 析 器, 色 质 联 用 对 于 当 前 代 谢 组 学 的 两 大 分 支 非 靶 标 代 谢 组 学 和 靶 标 代 谢 组 学 均 可 提 供 解 决 方 案 在 非 靶 标 代 谢 组 学 研 究 中, 高 分 辨 的 飞 行 时 间 质 谱 TOFMS 及 四 极 杆 与 飞 行 时 间 串 联 的 质 谱 QTOFMS 与 液 相 色 谱 的 联 用 作 为 先 进 的 分 离 分 析 技 术, 在 众 多 分 析 方 法 中 脱 颖 而 出, 其 强 大 的 定 性 分 析 能 力 使 之 被 公 认 为 最 好 的 复 杂 样 品 分 析 技 术 之 一, 已 经 被 广 泛 应 用 于 非 靶 标 代 谢 组 学 的 研 究 领 域 中 ;GC/MS 是 分 析 挥 发 性 化 学 物 质 的 有 效 组 合, 结 合 EI 电 离 源, 采 用 NIST 及 内 源 代 谢 物 谱 库 检 索, 快 速 实 现 对 非 靶 标 代 谢 组 学 研 究 中 潜 在 标 记 物 的 鉴 定 在 靶 标 代 谢 组 学 分 析 中, 液 相 色 谱 与 三 重 串 联 四 极 杆 质 谱 联 用 技 术 LC/QQQMS 及 气 相 色 谱 与 三 重 串 联 四 极 杆 质 谱 联 用 技 术 GC/QQQ 可 以 对 不 同 极 性 的 目 标 代 谢 物 进 行 高 选 择 性 高 灵 敏 度 高 通 量 的 定 量 分 析, 完 成 对 大 量 生 物 样 本 潜 在 生 物 标 记 物 的 验 证 分 析, 其 已 经 成 为 靶 标 代 谢 组 学 分 析 中 不 可 替 代 的 角 色 代 谢 组 学 是 一 种 系 统 研 究 手 段, 通 过 数 据 采 集 得 到 的 是 多 维 大 量 的 信 息, 必 须 应 用 化 学 计 量 学 的 手 段 对 这 些 信 息 进 行 提 取, 找 出 有 用 的 信 息, 进 而 借 助 强 大 的 数 据 库 的 支 持 及 特 殊 的 检 索 工 具 的 帮 助 实 现 对 未 知 的 潜 在 生 物 标 记 物 的 快 速 鉴 定 及 代 谢 通 路 分 析, 最 终 实 现 生 理 学 意 义 的 关 联 和 解 释, 目 前, 这 已 经 成 为 代 谢 组 学 研 究 中 最 大 的 挑 战 之 一 2. 安 捷 伦 完 整 代 谢 组 学 解 决 方 案 简 介 为 应 对 代 谢 组 学 的 挑 战, 安 捷 伦 开 发 出 了 从 数 据 分 析 到 数 据 挖 掘 的 全 流 程 代 谢 组 学 研 究 平 台 在 样 品 分 析 上, 安 捷 伦 科 技 可 提 供 业 内 代 谢 物 组 学 研 究 最 完 备 的 分 析 平 台 包 括 GC LC CE GC/MS LC/MS 和 CE/MS 等, 覆 盖 对 不 同 极 性 及 不 同 种 类 的 代 谢 物 的 分 析 检 测 ; 同 时 可 提 供 强 大 的 数 据 处 理 软 件 Mass Profiler Pprofessional (MPP) 及 相 关 软 件 工 具 包 用 于 统 计 分 析 代 谢 物 鉴 定 及 代 谢 通 路 分 析 从 硬 件 到 软 件 的 全 面 结 合 可 以 为 代 谢 组 学 研 究 中 生 物 标 识 物 发 现 及 确 认 提 供 最 全 线 的 解 决 方 案, 使 代 谢 组 学 复 杂 体 系 研 究 变 得 更 为 自 动 化 和 简 单 化 图 1 为 安 捷 伦 代 谢 组 学 研 究 平 台 的 示 意 图 安 捷 伦 代 谢 组 学 研 究 平 台 包 括 完 整 的 硬 件 和 软 件 解 决 方 案, 覆 盖 非 靶 标 代 谢 组 学 及 靶 标 代 谢 组 学 全 流 程 分 析 需 求 : (1) 仪 器 硬 件 平 台 可 全 面 实 现 靶 标 和 非 靶 标 代 谢 组 学 研 究 非 极 性 至 极 性 样 品 的 分 离 和 检 测 ( 包 括 GC/MS,LC/MS 及 CE/MS 等 ); 4

5 (2) MassHunter 定 性 软 件 分 子 特 征 提 取 (MFE) 功 能 可 自 动 化 的 对 非 靶 标 分 析 结 果 进 行 代 谢 物 峰 提 取,MassHunter 定 量 软 件 可 高 通 量 的 对 靶 标 分 析 结 果 进 行 非 参 数 依 赖 定 量 分 析 ; (3) MPP 包 含 的 各 种 模 式 识 别 方 法 方 便 的 进 行 组 间 代 谢 谱 的 差 异 统 计 分 析 及 不 同 统 计 分 析 结 果 的 快 速 比 较 ; (4) MPP 内 置 的 ID Browser 功 能 借 助 包 含 种 代 谢 物 信 息 的 数 据 库 实 现 对 潜 在 生 物 标 记 物 的 快 速 鉴 定 ; (5) MPP 独 特 的 代 谢 通 路 (pathway) 分 析 功 能 帮 助 进 行 生 理 学 意 义 的 解 释 和 关 联, 实 现 代 谢 组 学 分 析 最 终 的 研 究 目 标 图 1. 安 捷 伦 代 谢 组 学 研 究 平 台 示 意 图 2.1 非 靶 标 代 谢 组 学 分 析 非 靶 标 代 谢 组 学 主 要 是 将 对 照 组 和 实 验 组 的 代 谢 组 ( 某 一 生 物 体 的 全 部 代 谢 物 ) 进 行 比 对, 以 找 出 其 代 谢 谱 的 差 异 非 靶 标 代 谢 组 学 分 析 一 般 包 括 以 下 几 个 步 骤 : 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 改 变 有 统 计 学 意 义 的 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 流 程 的 最 后 一 步, 解 释 所 发 现 的 代 谢 物 与 生 物 过 程 或 生 物 状 态 之 间 的 关 联 分 离 和 检 测 GC/MS LC/MS 及 CE/MS 简 介 非 靶 标 代 谢 组 学 力 求 将 对 照 组 和 实 验 组 样 本 中 全 部 的 代 谢 产 物 进 行 无 歧 视 分 析, 后 借 助 计 量 学 手 段 进 行 组 间 比 对, 进 而 找 出 其 代 谢 谱 的 差 异 常 使 用 的 分 析 仪 器 包 括 气 相 色 谱 与 四 极 杆 质 谱 联 用 技 术 GC/MS 及 液 相 色 谱 与 四 极 杆 - 飞 行 时 间 质 谱 联 用 技 术 LC/QTOF MS, 此 外, 毛 细 管 电 泳 与 质 谱 联 用 技 术 CE/MS 也 具 有 潜 在 的 应 用 价 值 安 捷 伦 单 四 极 杆 气 质 联 用 系 统 (GC/MS) 简 介 GC/MS 对 挥 发 性 化 合 物 和 可 以 转 化 为 挥 发 性 衍 生 物 的 化 合 物 表 现 出 高 分 离 效 率 和 高 灵 敏 度 它 有 通 过 检 索 EI 谱 图 库 进 行 样 品 鉴 定 的 潜 力 它 也 是 到 目 前 为 止 用 于 代 谢 物 组 分 析 的 最 经 济 的 方 法 5

6 即 使 是 正 常 生 物 体 的 代 谢 组 也 存 在 着 明 显 的 自 然 变 异 只 有 分 析 大 量 样 品 才 能 找 到 真 正 的 差 异 这 就 需 要 分 析 仪 器 具 有 低 错 误 率 和 高 通 量 的 特 性 安 捷 伦 GC/MS 系 统 具 有 卓 越 的 分 析 性 能, 以 及 高 通 量 代 谢 组 学 分 析 所 需 要 的 可 靠 性 和 使 用 简 便 性 其 中 以 下 几 点 对 代 谢 谱 分 析 非 常 重 要 : 良 好 的 重 现 性, 以 便 对 大 量 样 品 进 行 比 对 和 校 正 卓 越 的 可 靠 性, 最 大 限 度 地 延 长 正 常 运 行 时 间, 分 析 大 量 样 品 高 灵 敏 度, 能 够 检 测 复 杂 样 品 中 的 低 水 平 代 谢 物, 动 态 范 围 超 过 6 个 数 量 级 安 捷 伦 的 GC/MS 代 谢 组 谱 型 分 析 和 鉴 定 解 决 方 案, 将 安 捷 伦 7890A GC 和 创 新 的 5975C GC/MSD 组 合 在 一 起, 为 常 规 代 谢 谱 分 析 研 究 提 供 了 性 能 可 靠 性 和 成 本 效 益 的 优 势 组 合 同 样 的 系 统 还 能 够 通 过 EI 谱 库 检 索 快 速 可 信 地 进 行 样 品 鉴 定 安 捷 伦 超 高 解 析 度 四 极 杆 - 飞 行 时 间 质 谱 (Q-TOF MS) 简 介 安 捷 伦 1200 系 列 高 分 离 度 快 速 液 相 色 谱 和 1290 Infinity 液 相 色 谱 系 统 具 有 无 与 伦 比 的 灵 敏 度 和 基 线 稳 定 性, 具 备 了 应 对 任 何 LC/MS 分 离 挑 战 的 能 力 和 灵 活 性 2009 年 第 57 届 美 国 质 谱 年 会 (ASMS) 上, 安 捷 伦 公 司 隆 重 推 出 业 内 超 一 流 性 能 的 超 高 解 析 度 高 分 辨 质 谱 (Ultra High Definition (UHD) Accurate-Mass Q-TOF) 超 高 解 析 度 飞 行 时 间 质 谱 采 用 全 新 设 计 理 念, 从 独 特 的 离 子 聚 焦 技 术 离 子 光 学 系 统 特 殊 材 料 的 飞 行 管 设 计, 到 高 速 电 路 双 增 益 处 理 器 以 及 4 GHz ADC 离 子 检 测 器 等 独 一 无 二 的 整 体 设 计, 使 得 该 系 统 能 够 完 美 实 现 超 高 灵 敏 度 (fg 级 ) 超 高 分 辨 率 (40 000) 超 高 质 量 精 度 (500 ppb) 以 及 超 快 数 据 采 集 速 度 的 最 佳 平 衡, 并 以 此 建 立 了 高 清 质 谱 新 标 准 其 BSA 酶 解 产 物 检 测 灵 敏 度 可 至 400 attomole 安 捷 伦 6500 系 列 UHD 精 确 质 量 Q-TOF 与 1200 系 列 液 相 色 谱 组 合, 利 用 其 超 高 解 析 度 (UHD) TOF 技 术 的 强 大 能 力, 形 成 了 发 现 每 个 代 谢 谱 分 析 样 品 中 尽 可 能 多 的 代 谢 物 的 高 灵 敏 度 高 重 现 性 解 决 方 案 安 捷 伦 6500 系 列 四 极 杆 - 飞 行 时 间 串 联 质 谱 (Q-TOF MS) 兼 具 高 度 的 质 量 精 确 性 和 高 分 辨 率 高 灵 敏 度, 以 及 远 远 超 过 其 它 四 极 杆 - 飞 行 时 间 串 联 质 谱 (Q-TOF MS) 系 统 和 轨 道 阱 质 谱 仪 的 超 宽 谱 图 内 动 态 范 围 针 对 代 谢 组 学 复 杂 样 品 分 析,6500 系 列 四 极 杆 - 飞 行 时 间 串 联 质 谱 (Q-TOF MS) 提 供 了 用 户 所 需 要 的 轮 廓 谱 分 析 鉴 定 表 征, 甚 至 定 量 等 各 种 先 进 功 能 ( 图 2) 安 捷 伦 的 Zorbax LC 柱 能 够 为 最 难 分 离 的 样 品 提 供 卓 越 的 可 重 现 的 分 析 性 能 Zorbax 快 速 分 离 高 通 量 柱 适 用 于 1290 Infinity 液 相 色 谱 仪 和 1200 系 列 高 分 离 度 快 速 液 相 色 谱 仪 的 高 压 分 离 安 捷 伦 毛 细 管 电 泳 质 谱 联 用 系 统 (CE/MS) 简 介 图 系 列 四 极 杆 - 飞 行 时 间 质 谱 将 灵 敏 度, 质 量 精 确 度, 扫 描 间 的 动 态 范 围 完 美 的 组 合 在 一 起, 并 具 有 操 作 简 单 和 可 靠 性 高 的 特 点 毛 细 管 电 泳 (CE) 是 液 相 色 谱 的 可 替 换 方 法 它 表 现 出 一 定 的 灵 敏 度 和 出 色 的 分 离 效 率 毛 细 管 电 泳 与 质 谱 联 用 (CE/MS) 与 GC/MS 和 LC/MS 相 比 不 常 用 于 代 谢 物 组 学 研 究, 但 可 能 很 有 应 用 价 值, 尤 其 是 用 于 亲 水 性 代 谢 物 的 分 析 CE/MS 将 毛 细 管 电 泳 的 分 析 时 间 缩 短 和 分 离 效 率 卓 越 的 特 性 与 质 谱 的 分 子 量 和 结 构 信 息 结 合 到 了 一 起 行 业 领 先 的 安 捷 伦 CE 系 统 可 与 多 种 质 谱 仪 联 接 例 如,CE 和 Agilent 6200 系 列 飞 行 时 间 LC/MS 将 突 出 的 分 离 效 率 和 出 色 的 质 量 准 确 性 及 质 量 分 辨 率 相 结 合, 创 造 出 卓 越 的 代 谢 物 谱 图 采 集 方 案 安 捷 伦 离 子 源 使 用 的 接 地 雾 化 器 使 得 CE 的 电 路 设 置 与 MS 离 子 源 的 电 路 设 置 互 相 独 立, 排 除 了 在 其 它 CE/MS 系 统 中 发 现 的 主 要 缺 陷 6

7 2.2 特 征 提 取 及 差 异 鉴 定 特 征 提 取 非 靶 标 代 谢 组 学 分 析 一 个 代 谢 物 检 测 不 到, 就 意 味 着 丧 失 了 一 次 机 会 ; 因 此 尽 可 能 多 地 找 到 样 品 中 的 代 谢 物 至 关 重 要 这 不 是 简 单 的 色 谱 峰 查 找 所 能 实 现 的, 因 为 即 使 是 最 好 的 分 离, 一 个 色 谱 峰 里 也 可 能 包 含 多 个 组 分 对 于 LC/MS 数 据, 安 捷 伦 的 MassHunter 质 谱 工 作 站 软 件 包 含 专 利 的 分 子 特 征 提 取 (Molecular Feature Extraction MFE) 功 能, 可 以 自 动 化 地 实 现 对 高 分 辨 质 谱 LC/TOF MS 及 LC/Q-TOF MS 数 据 的 化 合 物 特 征 提 取 图 2 为 MFE 功 能 示 意 图 MFE 归 纳 化 合 物 在 质 谱 图 中 所 有 的 相 关 离 子 ( 加 H+ Na+ 或 K+ 等 各 种 加 合 离 子 多 聚 体 及 同 位 素 离 子 等 ) 并 自 动 化 的 进 行 数 据 提 取, 最 终 实 现 背 景 过 滤, 将 包 含 在 总 离 子 流 图 中 所 有 的 代 谢 产 物 尽 可 能 全 部 提 取 出 来, 并 生 成 后 续 代 谢 谱 差 异 分 析 所 需 的 包 含 m/z 保 留 时 间 及 丰 度 信 息 的 三 维 数 据 文 件 图 3. 安 捷 伦 MassHunter 质 谱 工 作 站 分 子 特 征 提 取 (MFE) 功 能 对 于 GC/MS 数 据, 发 现 共 流 出 代 谢 物 的 办 法 是 解 卷 积, 即 找 到 丰 度 随 时 间 一 起 升 高 和 降 低 的 离 子, 意 味 着 它 们 来 自 同 一 个 化 合 物 解 卷 积 将 这 些 离 子 分 组, 为 每 个 代 谢 物 生 成 一 张 重 建 的 单 组 分 图 谱 安 捷 伦 提 供 自 动 化 质 谱 解 卷 积 和 鉴 定 软 件 (AMDIS) 进 行 解 卷 积, 该 软 件 是 NIST 谱 库 检 索 软 件 包 的 一 部 分 AMDIS 软 件 包 设 计 用 于 : 发 现 相 关 的 协 变 离 子, 用 单 组 分 色 谱 峰 表 示 从 复 杂 的 GC/MS 数 据 中 提 取 出 单 纯 组 分 质 谱 图 重 建 用 于 EI 谱 库 检 索 的 质 谱 图 结 合 NIST 数 据 库 及 Fiehn 代 谢 物 数 据 库, 安 捷 伦 提 供 自 动 化 质 谱 解 卷 积 和 鉴 定 软 件 (AMDIS) 进 行 解 卷 积 及 代 谢 物 匹 配 鉴 定, 从 复 杂 的 GC/MS 数 据 中 提 取 出 单 纯 组 分 质 谱 图 及 鉴 定 结 果, 生 成 后 续 MPP 统 计 分 析 的 化 合 物 列 表 差 异 鉴 定 非 靶 标 代 谢 组 学 分 析 安 捷 伦 特 有 的 代 谢 物 数 据 库 及 谱 库 介 绍 METLIN,Fiehn 库 在 非 靶 标 代 谢 组 学 实 验 中, 代 谢 物 的 鉴 定 是 关 键 步 骤 用 化 合 物 的 精 确 质 量 数 进 行 代 谢 物 数 据 库 检 索, 可 以 缩 小 筛 选 范 围, 大 大 加 快 代 谢 物 的 鉴 定 过 程 安 捷 伦 METLIN 代 谢 物 数 据 库 是 当 今 世 界 上 最 全 面 的 代 谢 物 数 据 库 之 一, 它 包 含 多 种 内 源 性 和 外 7

8 源 性 代 谢 物 二 肽 和 三 肽 的 精 确 质 量 数 化 学 式 和 结 构 信 息 除 可 采 用 精 确 质 量 数 进 行 检 索 外, 还 可 以 同 时 采 用 质 量 数 和 保 留 时 间 共 同 检 索 以 增 加 检 索 的 可 靠 性 此 外, 还 可 以 根 据 关 键 词 分 子 式 化 合 物 名 称, 或 KEGG CAS HMP 或 METLIN 编 号 进 行 信 息 查 询 METLIN 代 谢 物 数 据 库 可 以 支 持 单 一 化 合 物 检 索, 也 可 以 支 持 批 处 理 文 件 检 索 目 前 安 捷 伦 正 在 扩 展 METLIN 代 谢 物 数 据 库 的 谱 库 检 索 功 能, 可 以 利 用 代 谢 物 的 MS/MS 质 谱 图 进 行 谱 图 匹 配 检 索 用 安 捷 伦 GC/MS 系 统 得 到 的 高 质 量 可 检 索 的 EI 图 谱, 可 以 对 代 谢 谱 分 析 实 验 中 标 记 的 代 谢 物 进 行 有 效 鉴 定 为 了 通 过 非 靶 标 代 谢 组 学 进 一 步 简 化 已 知 代 谢 物 的 鉴 定, 安 捷 伦 提 供 了 Agilent Fiehn GC/MS 代 谢 组 学 RTL( 保 留 时 间 锁 定 ) 数 据 库, 独 有 的 保 留 时 间 锁 定 代 谢 物 谱 库 Agilent Fiehn Metabolomics Retention Time Locked Library 可 灵 活 方 面 地 用 于 GC/MS 分 析, 该 库 为 第 一 个 代 谢 组 学 研 究 的 代 谢 物 标 准 商 业 数 据 库, 该 数 据 库 : 由 当 今 最 著 名 的 代 谢 组 学 科 学 家 之 一 Oliver Fiehn 博 士 开 发 ; 包 含 700 多 种 代 谢 物 的 EI 图 谱 保 留 时 间 和 保 留 指 数, 以 及 预 先 编 程 的 方 法 并 内 置 了 其 它 数 据 库 的 链 接 ; 专 为 配 合 AMDIS 软 件 包 使 用 而 设 计 : 图 谱 匹 配 功 能, 将 测 定 的 图 谱 与 保 存 的 标 准 品 图 谱 进 行 对 比 ; 保 留 指 数 限 定 功 能, 用 保 留 指 数 区 分 有 相 似 质 谱 图 的 化 合 物 为 了 充 分 利 用 Fiehn 数 据 库,Agilent Fiehn GC/MS 代 谢 组 学 标 准 工 具 包 提 供 了 在 GC/MS 系 统 上 运 行 Agilent-Fiehn 方 法 的 保 留 时 间 锁 定 所 需 要 的 便 利 的 全 套 化 学 品, 以 及 追 踪 GC/MS 分 析 性 能 的 内 标 2.3 靶 标 代 谢 组 学 分 析 靶 向 代 谢 组 学 可 以 用 于 : 验 证 由 发 现 代 谢 组 学 实 验 提 出 的 假 说 进 行 基 于 假 说 的 探 索 性 实 验 ( 通 常 根 据 最 新 的 解 释 ), 针 对 特 定 代 谢 物, 研 究 代 谢 模 型 这 些 实 验 一 般 采 用 GC/MS 系 统 的 选 择 离 子 监 测 (SIM), 或 在 三 重 串 联 四 极 杆 LC/MS 系 统 上 用 多 反 应 离 子 监 测 (MRM) 进 行 靶 向 MS/MS 分 析 安 捷 伦 液 质 联 用 方 法 ( 三 重 四 极 杆 液 质 联 用 系 统 ) 靶 标 代 谢 组 学 分 析 要 求 完 成 对 大 量 样 本 某 一 类 或 几 类 特 定 的 代 谢 小 分 子 的 定 量 验 证 分 析, 虽 然 这 类 分 析 比 非 靶 标 代 谢 谱 分 析 更 为 常 规, 但 必 须 面 对 非 常 大 量 ( 成 千 上 万 ) 的 样 品, 靶 标 代 谢 组 学 分 析 成 功 的 关 键 因 素 是 准 确 度 高 通 量 和 可 靠 性 这 需 要 借 助 定 量 分 析 工 具 来 完 成 分 析 任 务, 对 于 液 质 联 用 系 统, 三 重 串 联 四 极 杆 质 谱 因 其 在 定 量 分 析 上 的 独 特 优 势 使 之 成 为 靶 标 代 谢 组 学 分 析 的 首 选 Agilent 6400 系 列 三 重 串 联 四 极 杆 LC/MS 系 统 将 行 业 领 先 的 飞 克 级 灵 敏 度 和 准 确 定 量 特 性 与 优 异 的 可 靠 性 完 美 结 合 从 而 使 系 统 兼 具 卓 越 的 分 析 能 力 和 处 理 大 样 本 组 所 需 要 的 高 通 量 该 解 决 方 案 将 仪 器 色 谱 柱 和 软 件 组 合 在 一 起, 即 使 在 最 大 通 量 下 也 能 确 保 最 佳 性 能, 将 每 个 样 品 的 分 析 成 本 降 到 了 最 低 安 捷 伦 气 质 联 用 方 法 ( 单 四 极 杆 及 三 重 四 极 杆 气 质 联 用 系 统 ) 对 于 气 质 联 用 进 行 靶 向 分 析 来 说, 卓 越 的 GC 和 MS 重 现 性, 以 及 处 理 大 量 样 品 的 高 通 量 是 必 不 可 少 的 分 析 大 量 样 品 时, 还 需 要 最 大 限 度 地 保 证 正 常 运 行 时 间 要 确 保 能 够 检 测 出 复 杂 样 品 中 的 低 水 平 代 谢 物, 且 动 态 范 围 在 6 个 数 据 量 级 以 上, 就 需 要 GC/MS 选 择 离 子 监 测 (SIM) 以 及 GC/MS/MS MRM 模 式 的 高 灵 敏 度 检 测 能 力 Agilent 5975C 单 四 极 杆 GC/MS 和 Agilent 7000A 三 重 串 联 四 极 杆 GC/MS 系 统 都 可 以 用 于 定 量 5975C GC/MS 是 比 较 经 济 的 选 择, 但 如 果 需 要 对 极 低 丰 度 代 谢 物 进 行 鉴 定 和 定 量, 要 求 非 常 低 的 检 测 限 和 定 量 限 时, 则 可 以 选 择 7000A 三 重 串 联 四 极 杆 GC/MS 系 统 安 捷 伦 7000A 三 重 串 联 四 极 杆 GC/MS 系 统 具 有 更 多 的 灵 活 性, 能 够 进 行 高 效 的 常 规 代 谢 谱 分 析 以 及 最 高 特 异 性 的 目 标 代 谢 物 研 究 该 系 统 具 有 无 与 伦 比 的 灵 敏 度 和 选 择 性, 以 及 日 常 可 靠 性, 而 且 使 用 方 便 由 于 选 择 性 更 强, 所 以 一 般 样 品 处 8

9 理 步 骤 较 少, 节 省 了 时 间 和 处 理 成 本 综 合 的 自 动 化 功 能 和 更 快 捷 的 分 离 和 检 测 周 期, 让 您 能 够 更 有 信 心 地 分 析 更 多 样 品 当 需 要 选 择 一 个 系 统 进 行 发 现 代 谢 组 学 和 靶 向 代 谢 组 学 研 究 时, 使 用 功 能 强 大 的 7000A 系 统 不 会 有 任 何 损 失 针 对 靶 标 代 谢 组 学 中 的 定 量 分 析 结 果, 采 用 安 捷 伦 MassHunter 质 谱 工 作 站 软 件 进 行 非 参 数 依 赖 自 动 化 定 量 分 析, 并 针 对 每 一 个 分 析 样 本 生 成 对 应 的 MPP 分 析 兼 容 的 格 式 文 件, 以 完 成 后 续 MPP 的 统 计 验 证 分 析 流 程 2.4 统 计 分 析 - 鉴 定 - 代 谢 通 路 分 析 安 捷 伦 生 物 信 息 学 软 件 MPP 安 捷 伦 全 新 的 生 物 信 息 学 软 件 MPP 集 成 了 代 谢 谱 的 差 异 统 计 分 析 潜 在 生 物 标 记 物 的 寻 找 潜 在 生 物 标 记 物 的 鉴 定 (ID Browser) 及 代 谢 通 路 分 析 (Pathway Analysis) 等 诸 多 功 能 MPP 结 合 安 捷 伦 优 异 性 能 的 仪 器 硬 件 平 台 可 以 为 代 谢 组 学 研 究 提 供 最 全 线 的 解 决 方 案 MPP 能 够 对 来 自 大 样 本 组 的 GC/MS LC/MS 及 CE/MS 数 据 中 的 保 留 时 间 和 丰 度 进 行 标 准 化 ; 用 一 系 列 实 用 的 统 计 分 析 和 图 形 化 工 具 ( 包 括 1-way 和 2-way ANOVA PCA, 以 及 分 类 预 测 算 法 ) 进 行 数 据 分 析 ; 用 内 置 的 ID Browser 功 能 采 用 METLIN 和 Fiehn 等 安 捷 伦 代 谢 组 学 数 据 库 进 行 检 索 及 利 用 精 确 质 量 数 进 行 分 子 式 生 成 来 实 现 代 谢 物 的 鉴 定 ; 用 内 置 的 代 谢 通 路 分 析 工 具 Pathway Analysis 进 行 代 谢 途 径 中 大 小 分 子 的 相 关 性 分 析, 并 利 用 已 有 数 据 构 建 新 通 路 ; 从 而 识 别 样 品 之 间 的 差 异 和 关 联, 最 终 实 现 快 速 发 现 疾 病 或 药 物 毒 性 等 研 究 中 的 生 物 标 志 物 图 4. 安 捷 伦 生 物 学 信 息 软 件 Mass Profiler Professional (MPP) 3. 应 用 实 例 采 用 安 捷 伦 代 谢 组 学 研 究 平 台 可 以 为 代 谢 组 学 各 个 研 究 领 域 提 供 解 决 方 案, 下 面 将 从 中 医 药 代 谢 组 学 疾 病 诊 断 代 谢 组 学 及 植 物 代 谢 组 学 等 几 方 面 的 应 用 进 行 介 绍 3.1 中 医 药 代 谢 组 学 将 代 谢 组 学 用 于 中 医 药 领 域 对 实 现 中 医 药 客 观 化 规 范 化 和 科 学 化 研 究 有 着 重 要 的 指 导 意 义, 新 兴 学 科 代 谢 组 学 的 出 现, 给 中 医 药 复 杂 理 论 体 系 的 研 究 中 医 药 现 代 化 提 供 了 强 有 力 的 研 究 手 段 中 医 病 证 引 起 代 谢 物 组 的 共 性 分 析 和 生 物 标 记 物 的 发 现, 可 促 9

10 进 深 层 次 理 解 中 医 脏 象 理 论, 预 测 疾 病 的 发 生, 整 体 性 评 价 中 药 复 方 综 合 疗 效 安 全 性 和 作 用 机 制 专 家 认 为, 运 用 具 有 反 映 整 体 思 想 的 先 进 的 代 谢 组 学 方 法 来 研 究 中 药, 对 搞 清 中 药 的 物 质 基 础 作 用 机 理 作 用 靶 标 药 效 作 用 组 方 依 据 配 伍 规 律 和 毒 副 作 用 以 及 对 中 药 种 质 资 源 等 进 行 的 研 究 都 是 十 分 必 要 的 本 实 例 采 用 安 捷 伦 6500 系 列 Q-TOF MS 结 合 MPP 软 件 进 行 生 物 学 信 息 挖 掘, 研 究 了 代 谢 组 学 在 中 医 上 火 证 候 模 型 复 制 中 的 应 用 动 物 实 验 : 将 附 子 干 姜 肉 桂 按 照 比 例 混 合 作 为 温 热 方 剂 上 火 阳 性 药 物 雄 性 SD 大 鼠 20 只, 随 机 分 为 空 白 组 和 模 型 组, 每 组 10 只 空 白 组 给 水, 模 型 组 给 阳 性 药 检 测 体 重 尿 量 饮 水 量 和 肛 温, 每 天 收 集 尿 液, 连 续 监 测 2 个 月 尿 液 样 本 离 心 取 上 清 -20 保 存, 分 析 前 室 温 融 化, 加 水 稀 释, 过 滤 膜 进 样 数 据 采 集 : 安 捷 伦 1200 RRLC/6520 Q-TOF MS 数 据 分 析 : 原 始 数 据 用 MassHunter 软 件 进 行 分 子 特 征 提 取, 生 成 的 文 件 导 入 MPP 进 行 化 学 计 量 学 分 析 采 用 主 成 分 分 析 方 法 (PCA) 对 样 本 数 据 进 行 分 析, 其 中 空 白 组 给 药 第 1 天 给 药 第 20 天 及 给 药 第 35 天 的 PCA 分 析 结 果 见 图 4 图 5. PCA 得 分 图 ( 空 白 ; 给 药 第 1 天 ; 给 药 第 20 天 ; 给 药 第 35 天 ) 从 图 中 可 以 看 出, 四 组 不 同 时 期 的 样 本 在 PCA 空 间 可 以 清 晰 的 分 为 4 类, 说 明 大 鼠 给 温 热 方 剂 后, 模 型 动 物 尿 液 代 谢 物 组 发 生 了 显 著 变 化, 与 空 白 组 比 较 明 显 被 分 类, 暗 示 给 予 温 热 方 剂 后 模 型 组 大 鼠 正 常 生 理 代 谢 被 干 扰 模 型 组 动 物 随 着 给 药 时 间 的 增 加, 代 谢 产 物 的 变 化 随 之 增 强 其 中 给 药 后 第 一 天, 内 源 性 代 谢 物 即 产 生 显 著 变 化, 与 空 白 组 区 分 明 显 这 种 趋 势 到 给 药 第 35 天, 可 以 看 出 更 加 显 著 代 谢 组 学 分 析 的 结 果 和 实 验 过 程 中 生 理 指 标 如 肛 温 变 化 趋 势 等 相 吻 合, 实 现 了 对 上 火 模 型 的 复 制 研 究 后 续 代 谢 通 路 分 析 表 明, 模 型 动 物 体 内 的 尿 酸 循 环 发 生 了 代 谢 扰 动 通 过 本 实 验 的 研 究, 为 中 医 模 型 建 立 的 评 判 提 供 了 更 为 客 观 的 科 学 支 持, 为 推 进 中 医 药 的 现 代 化 研 究 提 供 了 解 决 方 案 3.2 疾 病 诊 断 代 谢 组 学 疾 病 诊 断 代 谢 组 学 通 过 分 析 体 液 组 成, 运 用 化 学 计 量 学 方 法 对 疾 病 组 和 正 常 组 进 行 分 类, 获 取 因 疾 病 诱 导 而 发 生 变 化 的 特 殊 代 谢 产 物 生 物 标 记 物, 帮 助 了 解 病 变 过 程 中 机 体 代 谢 情 况 的 改 变, 辅 助 临 床 诊 断 和 治 疗 本 例 以 疟 疾 研 究 为 例, 探 讨 安 捷 伦 代 谢 组 学 平 台 在 疾 病 诊 断 中 的 应 用 10

11 疟 疾 (Malaria) 是 被 疟 蚊 叮 咬 后 感 染 疟 原 虫 所 引 起 的 虫 媒 传 染 病, 疟 疾 会 导 致 体 内 红 细 胞 感 染 疟 原 虫 为 了 研 究 疟 疾 的 发 病 机 理 及 发 病 后 对 人 体 代 谢 的 影 响, 采 用 代 谢 组 学 的 研 究 手 段 研 究 了 空 白 组 和 感 染 组 的 代 谢 样 本 采 用 PCA 对 两 组 样 本 进 行 了 分 析,PCA 的 分 析 结 果 见 下 图 从 图 中 可 以 看 出, 对 照 组 与 感 染 组 样 本 在 PCA 空 间 可 以 显 著 的 分 为 两 组, 用 MPP 内 置 的 IDbrowser 功 能 对 潜 在 的 生 物 标 记 物 进 行 METLIN 数 据 库 检 索 及 分 子 式 生 成, 将 鉴 定 的 生 物 标 记 物 进 行 代 谢 通 路 pathway 分 析, 发 现 疟 疾 会 导 致 尿 素 循 环 异 常 ( 见 图 6) 本 实 验 的 研 究 结 果 与 文 献 报 道 一 致 图 6. 对 照 组 与 感 染 组 PCA 分 类 结 果 图 7. 疟 疾 潜 在 生 物 标 志 物 代 谢 通 路 分 析 3.3 植 物 代 谢 组 学 食 品 真 伪 鉴 定 利 用 代 谢 组 学 获 取 植 物 成 分 的 指 纹 图 谱, 并 利 用 模 式 识 别 比 较 样 本 的 指 纹 差 异, 可 以 用 于 食 品 的 真 伪 鉴 定 本 实 例 选 用 葡 萄 酒 为 研 究 对 象, 利 用 代 谢 组 学 的 研 究 手 段 鉴 别 不 同 的 葡 萄 酒 类 型 样 本 的 获 取 : 从 市 场 上 选 购 了 45 瓶 不 同 类 型 的 葡 萄 酒, 其 中 赤 霞 珠 15 瓶 梅 洛 16 瓶 黑 比 诺 14 瓶 数 据 采 集 :Agilent 1200 RRLC/6530Q-TOF MS, 红 酒 样 品 无 需 样 品 前 处 理 直 接 进 样 分 析 数 据 分 析 : 原 始 数 据 用 MassHunter 软 件 进 行 分 子 特 征 提 取, 生 成 的 文 件 导 入 MPP 进 行 化 学 计 量 学 分 析 11

12 采 用 偏 最 小 二 乘 法 PLSD 随 机 将 葡 萄 酒 样 本 分 为 训 练 集 及 测 试 集 进 行 建 模 和 模 型 预 测 能 力 评 价 图 7 是 PLSD 的 分 析 结 果, 从 图 中 可 以 看 出, 三 种 不 同 的 葡 萄 酒 样 本 实 现 了 显 著 的 分 组, 进 而 可 以 用 来 区 分 不 同 品 种 的 葡 萄 酒 种 类 通 过 精 确 质 量 数 进 行 数 据 库 检 索 和 分 子 式 生 成, 在 发 现 的 潜 在 的 生 物 标 记 物 中, 鉴 定 出 其 中 最 为 显 著 的 潜 在 生 物 标 记 物 为 花 青 素, 表 明 了 其 中 赤 霞 珠 梅 洛 及 黑 比 诺 葡 萄 酒 中 花 青 素 的 含 量 存 在 显 著 的 差 异 图 8. PLSD 分 析 结 果 ( 红 色 : 赤 霞 珠 ; 蓝 色 : 梅 洛 ; 褐 色 : 黑 比 诺 ) 4. 结 论 安 捷 伦 各 种 仪 器 硬 件 平 台 及 其 组 合 保 证 了 代 谢 组 学 分 析 所 要 求 的 高 精 度 高 灵 敏 度 及 高 重 现 性 的 要 求, 功 能 强 大 的 MPP 软 件 集 成 了 统 计 学 分 析 潜 在 生 物 标 记 物 鉴 定 及 代 谢 通 路 分 析 完 备 的 功 能 从 分 离 检 测 数 据 处 理 统 计 学 分 析 到 化 合 物 鉴 定 通 路 分 析 及 生 物 学 解 释, 安 捷 伦 代 谢 组 学 平 台 可 以 为 代 谢 组 学 各 个 研 究 领 域 提 供 全 面 强 大 的 解 决 方 案 12

13 第 一 章 安 捷 伦 代 谢 组 学 方 案 平 台 及 方 法 流 程 介 绍

14 第 一 章. 安 捷 伦 代 谢 组 学 方 案 平 台 及 方 法 流 程 介 绍 1.1 数 据 采 集 硬 件 平 台 发 现 代 谢 组 学 研 究 中 的 有 力 武 器 : LC/MS 系 统 :Agilent 6200 系 列 飞 行 时 间 液 质 联 用 仪 及 Agilent 6500 系 列 四 极 杆 - 飞 行 时 间 液 质 联 用 仪 GC/MS 系 统 :Agilent 5975C 气 相 色 谱 - 单 四 极 杆 质 谱 联 用 仪 CE/MS 系 统 :Agilent 7100 毛 细 管 电 泳 系 统 靶 向 代 谢 组 学 研 究 中 的 制 胜 法 宝 : LC/MS 系 统 :Agilent 6400 系 列 三 重 串 联 四 极 杆 液 质 联 用 仪 GC/MS 系 统 :Agilent 7000B 三 重 串 联 四 极 杆 气 质 联 用 仪 生 物 信 息 学 软 件 系 统 安 捷 伦 代 谢 组 学 软 件 概 述 Agilent Mass Profiler Professional 生 物 信 息 学 软 件 安 捷 伦 METLIN LC/MS 个 人 代 谢 数 据 库 安 捷 伦 Fiehn GCMS 代 谢 组 学 RTL 谱 库 选 择 指 南 : 代 谢 组 学 研 究 选 择 GC/MS 或 LC/MS 的 考 虑 因 素

15 1.1 数 据 采 集 硬 件 平 台 发 现 代 谢 组 学 研 究 中 的 有 力 武 器 : LC/MS 系 统 :Agilent 6200 系 列 飞 行 时 间 液 质 联 用 仪 及 Agilent 6500 系 列 四 极 杆 - 飞 行 时 间 液 质 联 用 仪

16 超 高 解 析 度 Q-TOF 技 术 带 来 的 无 与 伦 比 的 结 果 可 靠 性 加 上 Agilent 1290 Infinity UHPLC 的 分 离 速 度 欢 迎 体 验 超 高 解 析 度 Q-TOF 技 术 带 来 的 强 大 功 能 和 结 果 确 定 性 这 些 特 征 都 在 Agilent 6500 系 列 Q-TOF 和 6200 系 列 TOF 精 确 质 量 液 质 联 用 系 统 中 得 到 集 中 的 体 现 现 在 安 捷 伦 Infinity UHPLC 又 使 得 质 谱 系 统 在 分 离 速 度, 灵 敏 度 和 组 分 分 离 度 方 面 得 到 进 一 步 地 增 强 因 此, 您 能 够 更 快 速, 更 容 易 地 分 离 和 鉴 别 浓 度 更 低 的 组 分, 而 且 结 果 的 可 靠 性 也 更 高 不 论 您 是 分 析 后 转 录 修 饰 蛋 白 质, 描 绘 生 物 标 记 物, 鉴 别 代 谢 物, 农 药 筛 查, 还 是 完 整 蛋 白 质 的 鉴 定, 安 捷 伦 的 TOF 和 Q-TOF 及 解 决 方 案 都 提 供 满 足 最 严 格 科 学 要 求 的 数 据 您 可 以 得 到 : 复 杂 样 品 中 分 析 各 种 组 分 所 需 要 的 分 析 性 能 当 今 速 度 最 快 的 超 高 分 离 度 快 速 液 相 色 谱 带 来 的 分 析 速 度 更 高 的 结 果 可 信 度, 使 您 更 快 作 出 更 正 确 的 决 定 数 据 提 取 功 能 大 大 提 高 分 析 效 率, 使 得 精 确 质 量 数 的 MS 和 MS/MS 谱 图 数 据 发 挥 最 大 的 优 势 Agilent MassHunter 软 件 中 先 进 的 扫 描, 轮 廓 图 和 组 分 鉴 别 功 能 安 捷 伦 精 确 质 量 数 TOF 和 Q-TOF 液 质 联 用 系 统 超 高 解 析 度 Q-TOF 技 术 结 合 先 进 的 MassHunter 工 作 站 软 件 加 上 性 能 超 强 的 HPLC 和 UHPLC 以 及 新 型 1290 Infinity 液 相 色 谱 的 超 高 灵 活 性 16

17 更 胜 一 筹 的 性 能 最 宽 的 应 用 范 围 采 用 超 高 解 析 度 的 Q-TOF 技 术,6200 和 6500 系 列 的 质 谱 系 统 具 有 业 界 领 先 的 质 量 精 确 度, 动 态 范 围, 以 及 不 损 失 扫 描 速 度, 质 量 范 围 或 分 辨 率 的 高 灵 敏 度 其 它 品 牌 的 Q-TOF 无 法 将 上 述 方 面 性 能 同 时 达 到 最 佳, 甚 至 是 价 格 昂 贵 的 Orbitrap 也 一 样 这 是 一 个 引 人 注 目 的 命 题 : 您 获 得 与 UHPLC 的 超 快 速 液 相 匹 配 的 速 度, 以 及 从 复 杂 样 品 中 获 取 更 多 信 息 所 需 的 全 扫 描 及 二 极 质 谱 数 据 亚 ppm 的 质 量 精 确 度 有 助 于 提 高 结 果 可 信 度, 降 低 假 阳 性 率 最 高 为 的 分 辨 率 有 利 于 将 组 分 峰 与 背 景 分 离 最 高 20 谱 图 / 秒 的 扫 描 速 度 可 以 使 您 获 得 最 优 质 的 数 据, 与 超 高 速 液 相 色 谱 得 到 的 组 分 峰 的 完 美 兼 容, 实 现 高 通 量 分 析 MS MS/MS 5 个 数 量 级 的 谱 图 内 动 态 范 围 可 以 实 现 高 浓 度 组 分 分 析 时, 也 能 分 析 痕 量 的 组 分 飞 克 水 平 的 高 灵 敏 度 可 以 检 测 极 低 浓 度 的 杂 质 代 谢 物 或 生 物 标 记 物 快 速 正 负 极 性 切 换 使 得 您 一 次 分 析 就 可 以 检 测 正 离 子 和 负 离 子 信 号 全 自 动 的 质 谱 调 谐 和 可 靠 的 内 标 校 正 保 证 了 质 量 精 确 度 的 长 期 稳 定 和 宽 浓 度 范 围 和 质 量 范 围 的 元 素 组 成 的 准 确 测 定 安 捷 伦 喷 射 流 离 子 聚 焦 技 术 将 LC/MS 与 LC/MS/MS 灵 敏 度 提 高 5 倍 以 上 安 捷 伦 喷 射 流 离 子 聚 焦 技 术 通 过 提 高 电 喷 雾 带 电 液 滴 的 空 间 聚 焦 来 提 高 MS 和 MS/MS 的 灵 敏 度 创 新 的 技 术 采 用 高 温 氮 气 提 高 离 子 化 效 率 和 去 溶 剂 化 效 率 以 获 得 更 高 的 信 号 响 应 同 时 降 低 噪 音 对 于 很 多 的 应 用, 包 括 候 选 药 物 和 痕 量 的 食 品 污 染 物, 代 谢 物 或 者 生 物 标 记 物 的 分 析, 其 灵 敏 度 提 高 了 5 倍 以 上 如 需 了 解 关 于 安 捷 伦 6500 系 列 Q-TOF 和 6200 系 列 TOF 的 更 多 信 息, 请 访 问 17

18 出 色 的 MS 和 MS/MS 性 能 与 UHPLC 完 全 兼 容 无 论 您 是 分 析 小 分 子 化 合 物 或 是 大 分 子 的 蛋 白 质, 安 捷 伦 的 6500 系 列 Q-TOF 和 6200 系 列 TOF 的 精 确 度 数 据 使 您 在 筛 查 鉴 定 和 定 量 分 析 中 获 得 最 高 可 靠 性 的 结 果 诸 如 安 捷 伦 喷 射 流 技 术 高 速 模 数 转 换 (ADC) 采 集 和 全 自 动 的 参 比 离 子 导 入 ( 现 已 经 扩 展 到 全 部 的 安 捷 伦 液 质 离 子 源 ) 的 硬 件 创 新 使 得 今 天 的 TOF 和 Q-TOF 的 性 能 远 远 超 过 以 往 TOF 和 Q-TOF 结 果 : 出 色 的 分 析 性 能 灵 敏 度 精 确 质 量 动 态 范 围 和 分 辨 率 与 UHPLC 完 全 兼 容 使 用 1290 Infinity UHPLC 和 6540 UHD Q-TOF 在 90 秒 内 分 析 250 种 农 药 组 分 1- 萘 酚 Mass [M+H] + = Resolution = ppm 响 应 强 度 与 质 荷 比 (m/z) 出 色 的 分 辨 率 使 您 发 现 更 多 的 组 分 本 应 用 举 例 采 用 1290 Infinity UHPLC,ZOR- BAX RRHD 色 谱 柱 和 6540 Q-TOF 90 秒 钟 即 可 分 析 250 种 农 药, 结 果 表 明 在 整 个 农 药 的 质 量 范 围 内 具 有 出 色 的 分 离 度 和 质 谱 分 辨 率 下 面 是 其 中 三 个 农 药 的 分 析 结 果, 它 们 分 别 代 表 低 中 和 高 质 量 的 组 分 响 应 强 度 与 采 集 时 间 (min) 多 杀 霉 素 A Mass [M+H] + = Resolution = ppm 唑 螨 酯 E Mass [M+H] + = Resolution = ppm 响 应 强 度 与 质 荷 比 (m/z) 响 应 强 度 与 质 荷 比 (m/z) +ESI EIC( ) = 240.0V _40pgms3. d (min) (ppm) x Obs % Calc % m/z m/z (ppm) A A A A A (m/z) 出 色 的 质 量 精 确 度 提 高 分 析 结 果 的 可 信 度 6500 Q-TOF 碰 撞 池 和 离 子 光 学 透 镜 的 创 新 设 计 可 以 使 用 同 样 的 参 比 离 子 进 行 MS 和 MS/MS 的 数 据 采 集 在 本 例 中 的 MS 的 质 量 精 确 度 是 0.32 ppm 精 确 的 同 位 素 丰 度 数 据 大 大 提 高 了 生 成 化 学 式 的 可 信 度 40 pg 利 血 平,10 次 进 样 得 到 的 同 位 素 丰 度 比 结 构 非 常 准 确 18

19 两 级 离 子 反 射 透 镜 提 高 了 离 子 束 的 二 次 时 间 聚 焦, 提 高 了 分 辨 率 离 子 束 压 缩 (IBC) 技 术 使 得 离 子 束 压 缩 比 提 高 了 10 倍, 所 以 离 子 损 失 更 少, 质 量 精 确 度 更 高 质 量 精 确 度 和 分 辨 率 提 高 了 200% 专 利 的 INVAR 材 料 制 成 的 飞 行 管 被 密 封 在 高 真 空 中, 消 除 了 由 于 温 度 变 化 而 导 致 的 质 量 数 漂 移, 可 以 保 证 7 天 24 小 时 都 具 有 最 高 的 质 量 准 确 度 加 长 飞 行 管 长 度 提 高 分 辨 率 与 只 记 录 单 个 到 达 离 子 时 间 的 时 间 - 数 字 (TDC) 转 换 模 式 不 同, 模 数 转 换 (ADC) 记 录 多 个 离 子 的 总 合, 所 以 在 宽 质 量 范 围 和 宽 浓 度 范 围 内 都 能 保 证 质 量 数 的 高 准 确 度 先 进 的 离 子 源 设 计, 如 专 利 的 直 角 喷 雾 使 得 离 子 化 效 率 最 大 化, 同 时 降 低 了 背 景 噪 音, 另 外 通 过 在 线 的 参 比 离 子 导 入 保 证 了 最 佳 的 质 量 精 确 度 4 GHz 速 度 的 模 数 转 换 (ADC) 具 有 32 Gbit/s 的 高 速 采 集 速 度, 所 以 大 大 提 高 分 辨 率 质 量 精 确 度 灵 敏 度 双 增 益 信 号 放 大 器 利 用 低 增 益 和 高 增 益 的 放 大 器 进 行 信 号 的 采 集, 使 得 动 态 范 围 达 10 5 在 六 极 杆 碰 撞 池 中 离 子 被 线 性 电 压 加 速, 所 以 具 有 更 快 的 MS/MS 采 集 速 度 如 需 了 解 关 于 安 捷 伦 6500 系 列 Q-TOF 和 6200 系 列 TOF 的 更 多 信 息, 请 访 问 19

20 更 胜 一 筹 的 分 析 效 率 用 于 任 何 类 型 的 分 析 有 时 候 效 率 就 是 与 速 度 有 关 有 时 候 是 关 于 数 据 的 质 量 更 多 的 时 候, 希 望 二 者 都 能 达 到 最 佳 安 捷 伦 的 TOF 和 Q-TOF 能 提 供 最 快 的 分 离 速 度 和 高 分 辨 率, 高 质 量 的 MS 和 MS/MS 的 数 据, 以 及 MassHunter 数 据 分 析 软 件 所 以 它 们 能 使 您 应 对 分 析 效 率 的 挑 战 Agilent 1290 Infinity UHPLC 系 统 : 业 界 最 高 性 能 的 液 相 色 谱 系 统 Agilent 1290 Infinity UHPLC 与 超 高 解 析 度 Q-TOF 技 术 互 为 补 充, 使 您 可 以 优 化 分 离 条 件 以 获 得 最 大 的 分 析 效 率 ZORBAX 超 高 压 快 速 高 分 离 度 (RRHD) 色 谱 柱 提 供 了 出 色 的 UHPLC 分 离 结 果 利 用 快 速 液 相 色 谱 的 全 部 优 势, 以 实 现 高 通 量 分 析 对 于 每 一 个 复 杂 样 品 分 析,1290 Infinity UHPLC 出 色 的 峰 容 量 和 色 谱 分 离 度 将 大 大 降 低 组 分 峰 共 流 出 和 离 子 抑 制 效 应 Agilent 1290 Infinity UHPLC 可 以 提 供 前 所 未 的 最 快 速 度 最 高 分 离 度 和 高 灵 敏 度 的 结 果 胜 过 所 有 的 HPLC 和 UHPLC 液 相 色 谱 - 芯 片 / 质 谱 技 术 对 于 小 量 样 品 提 供 了 最 高 灵 敏 度 Agilent 6500 系 列 Q-TOF 和 6200 系 列 TOF 与 1200 液 相 色 谱 - 芯 片 / 质 谱 技 术 完 全 兼 容 即 插 即 用 的 设 计 取 代 了 传 统 复 杂 的 纳 流 液 相 色 谱 易 于 使 用 的 技 术 将 样 品 富 集 和 纳 流 色 谱 分 离 以 及 电 喷 雾 针 集 成 一 体 所 有 的 部 件 都 集 成 在 一 个 可 重 复 使 用 的 微 流 控 芯 片 上, 其 体 积 就 像 一 个 载 玻 片 大 小 它 可 以 提 供 耐 用, 超 高 灵 敏 度 的 结 果, 特 别 适 合 蛋 白 质 和 肽 类 小 量 样 品 的 分 析 最 高 灵 敏 度 可 确 保 低 浓 度 样 本 的 准 确 分 析 更 窄 分 离 度 更 高 的 色 谱 峰 降 低 了 质 谱 的 复 杂 程 度, 所 以 结 果 的 可 信 度 更 高 新 型 的 二 代 液 相 色 谱 - 芯 片 采 用 了 碳 离 子 注 入 过 滤 器 技 术 提 高 了 芯 片 与 芯 片 之 间, 分 析 与 分 析 之 间 的 结 果 重 现 性, 实 现 了 高 效 率 的 分 析 更 加 可 靠 的 纳 流 质 谱 可 以 用 于 生 物 标 记 物 的 发 现 和 确 认 分 析, 完 整 单 克 隆 抗 体 鉴 别, 磷 酸 化 肽 分 析, 以 及 小 分 子 分 析, 例 如 药 物 代 谢 动 力 学 20

21 MassHunter 软件增强了您实验室 的分析效率 如果它存在 MassHunter 软件将帮助您寻找 比较 并作 出鉴定 专有的算法使全面的数据挖掘能实现确定性最高级 别的确认和鉴定未知组分 从仪器参数设定到最终报告 安捷伦的 MassHunter 工作站软 件使得您的质谱分析更加快速 简单以及高效率 数据分析 功能让您更快速地发现 比较和鉴别复杂样品中的组分 化 合物为中心的数据分析和浏览功能大大精简和简化了质谱数 据分析 集成的 各种应用数据库和谱库检索 为了提高您的生产力 并使化合物的鉴定更容易 MassHunter 软件可让您利用 一个方便学习的界面可以处理所有的基本定性和定量分析工 作 将安捷伦其它功能强大的应用软件无缝连接 METLIN 和其他公共和私人数据库进行自动 准确地检索 可以用来自精确质量数的 MS 或 MS/MS 数据生成的化学式 以及精确质量数和保留时间数据库进行农药 法医 毒理学 和其他小分子化合物的筛查和鉴定 最匹配化学式和质量 数据库结果的列表 化合物为中心的 数据浏览和选择 每个组分化合物叠加 色谱图 详细的化学式生 成和精确质量数 数据库检索结果 对于每个组分的鉴别 离子的质量数列表 方法编辑器和 浏览器 对于得到的化学式组 分 同位素的理论值 和实测值的叠加图 定性分析中易于发现 比较 以及鉴别组分 MassHunter 工作站可以方便地创建 组织 浏览 存储 并报告结果 ၄! Բড ६! ଉ! 使用 MassHunter 工作站独一无二的化合物为中心的数据处理功能自动地进行发现 比较和定量 如需了解关于安捷伦 6500 系列 Q-TOF 和 6200 系列 TOF 的更多信息 请访问 21

22 用于食品安全和环境分析的强大功能及容易使用的解决方案 来自安捷伦的快速扫描速度 宽动态范围 质量准确度和分辨率的组合使您一次分析就可以筛查几百个组分 即使是复杂的样品 基质 MassHunter 软件可以确定样品的组分以及自动地对公开的和定制的数据库进行检索以快速获得准确的答案 新推出的安捷 伦分析方法包 包括分析方法 化合物 数据库等等 帮助您花更少的时间完成方法设定而有更多的时间产生专业的结果 农药的快速筛查和鉴别 x ၚᆌ ݿ ᇑ ण क़ (min) Q-TOF 在 3 分钟内鉴别 100 种农药 出色的峰容量和快速质谱采集速度使您完成大量 的农药分析 以及获得高可信度的结果 Q-TOF 的快速采集速度使得分析速度更快 但是仍然可以得到全质谱图数据 (1290 Infinity LC ZORBAX RRHD 色谱柱和 6540 超高解析度 Q-TOF) 高分辨率全扫描质谱 小于 1 ppm 的质量精度 以及在 10 谱图/秒速度下的同位素比的准确度 x ppm Cl 1.3 Cl CH3 1 CH3 H3C 0.9 H3C N H3C OH N 0.6 N H3C N OH N N ၚᆌ ݿ ᇑዊ Բ (m/z) 3 分钟内对上千种农药进行筛查 在这个举例中 每个 1 秒峰宽的色谱峰都有 10 个数 据点 所以才能在 3 分钟内实现上千个农药的筛查分析 22

23 功 能 强 大 的 工 作 流 程 助 您 更 快 速 地 发 现 更 多 的 生 物 标 志 物 安 捷 伦 的 超 高 解 析 度 (UHD) Q-TOF 技 术 使 您 可 以 更 快 地 发 现 样 品 组 之 间 表 达 水 平 的 差 异, 鉴 别 潜 在 的 生 物 标 记 物 结 合 了 集 成 的 应 用 软 件 例 如 安 捷 伦 METLIN 定 制 代 谢 物 数 据 库 和 代 谢 组 学 研 究 软 件 (Mass Profiler Professional, MPP) 使 您 更 好 地 了 解 更 复 杂 的 生 物 系 统 出 色 的 TOF 灵 敏 度 和 5 个 数 量 级 的 动 态 范 围 可 以 在 高 浓 度 组 分 的 存 在 下 也 能 检 测 低 浓 度 的 代 谢 物 当 利 用 包 含 了 个 内 源 和 外 源 代 谢 物 类 脂 和 二 和 三 肽 的 安 捷 伦 METLIN 定 制 数 据 库 进 行 检 索 时, 亚 pmm 的 质 量 精 确 度 提 高 了 鉴 别 结 果 的 可 信 度, 降 低 了 假 阳 性 率 代 谢 组 学 数 据 提 取 的 组 合 软 件 系 统 为 表 达 谱 多 元 分 析 鉴 别 和 途 径 分 析 提 供 有 力 的 工 具 Y- 轴 烟 酰 胺 N1-(5-Phospho-D-ribosyl)-AMP 确 定 环 腺 苷 二 磷 酸 核 糖 精 胺 酸 非 感 染 感 染 二 磷 酸 腺 苷 (ADP) 二 磷 酸 腺 苷 (ADP) 2,3 二 磷 酸 三 维 - 甘 油 酸 16- 过 氧 氢 -9Z,12,14E- 次 亚 麻 油 酸 酸 X- 轴 1 - 油 酰 - 溶 血 磷 脂 酸 (R)-S- 乳 糖 谷 胱 甘 肽 Z- 轴 (5b,7b,12a)-7,12 二 羟 基 卓 兰 -24- 乌 苏 酸 生 物 学 这 一 分 析 涉 及 两 组 重 复 的 感 染 疟 疾 和 未 感 染 疟 疾 的 红 细 胞 样 本 首 先 基 于 750 种 化 合 物 的 样 本 主 成 分 分 析 (PCA) 将 8 个 样 本 进 行 了 正 确 的 分 组 然 后 进 行 差 异 分 析, 确 定 了 精 氨 酸 是 此 项 研 究 的 一 个 重 要 的 生 物 标 志 物 最 后 采 用 安 捷 伦 途 径 分 析 软 件 (Agilent Pathway Architect software), 将 精 氨 酸 正 确 地 映 射 到 精 氨 酸 合 成 酶 途 径 中 如 需 了 解 关 于 安 捷 伦 6500 系 列 Q-TOF 和 6200 系 列 TOF 的 更 多 信 息, 请 访 问 23

24 高 可 信 度 的 生 物 分 子 鉴 定, 表 征 和 定 量 分 析 Agilent 1200 系 列 液 相 色 谱 - 芯 片 / 质 谱 系 统 是 快 速, 高 重 复 性 的 纳 流 液 相 色 谱 分 离 系 统 对 于 能 否 取 得 高 质 量 的 差 异 分 析 结 果 至 关 重 要, 是 精 确 质 量 数 Q-TOF 的 理 想 补 充 出 色 的 质 谱 重 现 性 x 不 经 过 处 理 的 两 次 进 样 分 析 的 重 叠 图, 结 果 表 明 保 留 时 间 和 峰 强 度 的 重 现 性 非 常 好 x 放 大 / 重 叠 (min) (min) 粟 酒 裂 殖 酵 母 样 品 中 体 积 排 阻 色 谱 (SEC) 的 一 个 馏 分 的 酶 解 产 物 的 两 次 进 样 的 重 叠 图 结 果 表 明, 所 有 组 分 的 保 留 时 间 和 峰 强 度 的 完 全 重 叠 (Agilent 1200 系 列 液 相 色 谱 - 芯 片 和 6540 超 高 解 析 度 Q-TOF) 出 色 的 MS/MS 质 量 精 确 度 IL 1.5 ppm b ppm y ppm b ppm [M+2H] ppm ALIMDLEGLTGQIVK b ppm y ppm y ppm y ppm Y ppm y ppm b ppm y ppm 一 个 来 自 粟 酒 裂 殖 酵 母 中 的 肽 (ALIMDLEGLTGQIVK) 的 MS/MS 质 谱 图 子 离 子 的 平 均 质 量 精 确 度 是 2.3 ppm 肽 的 所 有 b- 和 y- 离 子 的 质 量 精 确 度 数 值 都 表 示 在 图 中 ( 安 捷 伦 的 液 相 色 谱 - 芯 片 和 6538 超 高 解 析 度 Q-TOF) 24

25 完 整 蛋 白 质 的 确 认 分 析 目 标 蛋 白 质 的 全 表 征 包 括 分 子 组 成 和 结 构 变 异 的 详 细 信 息 需 要 对 完 整 蛋 白 质 和 酶 解 物 进 行 详 细 的 分 析 在 安 捷 伦 的 Q-TOF 得 到 的 精 确 的 MS 和 MS/MS 质 谱 图 保 证 了 完 整 蛋 白 质 鉴 别 结 果 的 可 靠 性 其 高 分 辨 率 可 以 准 确 测 量 价 态, 使 您 准 确 找 到 由 于 后 转 录 修 饰 化 学 降 解 和 改 变 导 致 的 微 小 的 结 构 变 化 MassHunter 生 化 分 析 软 件 (BioConfirm) 能 进 行 解 卷 积 分 析 和 序 列 的 编 辑 / 肽 谱 匹 配 分 析, 以 及 蛋 白 质 改 变 的 预 测 和 确 认, 使 得 重 组 蛋 白 质 和 合 成 肽 的 表 征 分 析 效 率 大 大 提 高 单 克 隆 抗 体 酶 解 物,100% 的 序 列 覆 盖 x TIC 1 1 x (ECC) (min) (min) 两 分 钟 就 可 以 完 成 单 克 隆 抗 体 (mab) 分 析 结 果 表 明 匹 配 肽 段 的 提 取 组 分 色 谱 图 与 IgG 序 列 匹 配 : 对 于 轻 链 和 重 链, 得 到 100% 的 序 列 覆 盖 率 液 相 流 速 1.6 ml/min, 柱 压 大 于 1100 bar, 分 析 时 间 小 于 2 分 钟 (Agilent 1290 Infinity LC,Poroshell 120 色 谱 柱 和 6530 Q-TOF) 完 整 蛋 白 质 的 质 谱 测 量 和 解 卷 积 分 析 x (m/z) x (amu) 去 糖 基 ANTI-FLAG 抗 体 的 质 谱 图, 柱 上 进 样 量 是 600 pg (4 fmol) 右 侧 表 示 的 解 卷 积 后 的 谱 图 表 明 包 含 六 个 主 要 的 糖 基 分 析 是 在 带 有 43 mm ZORBAX SB 300-C18 芯 片 的 安 捷 伦 液 相 色 谱 - 芯 片 / 质 谱 上 完 成 的 ( 安 捷 伦 液 相 色 谱 - 芯 片 和 6530 Q-TOF) 如 需 了 解 关 于 安 捷 伦 6500 系 列 Q-TOF 和 6200 系 列 TOF 的 更 多 信 息, 请 访 问 25

26 分 析 流 程 解 决 方 案 提 高 了 分 析 能 力 和 效 率 为 了 使 实 验 室 效 率 最 大 化 使 用 简 单, 应 用 软 件 平 台 可 以 与 MassHunter 无 缝 连 接 它 们 是 : 代 谢 组 学 软 件 (Mass Profiler Professional) 功 能 强 大 的 化 学 计 量 学 软 件 包 可 以 从 精 确 质 量 数 据 中 发 掘 大 量 有 价 值 的 信 息 MassHunter 工 作 站 生 物 信 息 学 软 件 (Spectrum Mill) 蛋 白 质 鉴 别, 相 对 定 量, 表 征 MassHunter BioConfirm 软 件 完 整 蛋 白 质 表 征 和 寡 核 苷 酸 分 析 MassHunter 代 谢 物 鉴 定 软 件 药 物 代 谢 鉴 定 定 制 化 合 物 数 据 库 和 谱 库 软 件 定 制 的 法 医 和 毒 物 数 据 库 超 过 7000 个 化 合 物 定 制 农 药 数 据 库 超 过 1600 个 农 药 安 捷 伦 METLIN 定 制 代 谢 物 数 据 库 最 完 整 的 内 源 代 谢 物 数 据 库 包 括 化 合 物, 其 中 含 8000 个 类 脂 化 合 物 安 捷 伦 的 专 业 服 务 保 证 您 的 实 验 室 以 最 高 效 率 运 行 98% 的 客 户 满 意 度, 安 捷 伦 的 客 户 服 务 工 程 师 是 业 界 受 过 最 佳 训 练 的 最 受 客 户 尊 重 的 工 程 师 无 论 您 是 需 要 单 机 的 支 持 还 是 多 实 验 室, 多 个 品 牌 仪 器 操 作 的 支 持, 安 捷 伦 都 能 帮 助 您 在 最 短 的 时 间 内 解 决 问 题, 提 高 正 常 运 行 时 间, 优 化 实 验 室 的 资 源 根 据 您 实 验 室 的 要 求 和 资 金 选 择 各 种 服 务 产 品, 我 们 提 供 : 现 场 维 护 服 务, 确 保 系 统 运 行 可 靠, 减 少 非 计 划 停 机 时 间 远 程 诊 断 和 监 控 能 力, 为 您 提 供 额 外 的 正 常 运 行 时 间 保 险 为 安 捷 伦 和 非 安 捷 伦 仪 器 进 行 快 速 专 业 化 故 障 排 除 和 维 修 专 家 级 的 安 装 现 场 培 训, 以 及 高 级 培 训 课 程 让 你 很 快 上 手 和 熟 练 操 作 仪 器, 保 证 您 从 安 捷 伦 的 仪 器 上 获 得 最 的 效 益 更 多 信 息 如 需 了 解 有 关 产 品 的 更 多 信 息 : 查 找 当 地 的 安 捷 伦 客 户 中 心 : 安 捷 伦 客 户 服 务 中 心 : 免 费 专 线 : ( 手 机 用 户 ) 联 系 我 们 : [email protected] 在 线 询 价 : 安 捷 伦 科 技 大 学 : 浏 览 和 订 阅 Access Agilent 电 子 期 刊 : 本 文 仅 限 研 究 使 用 本 文 中 的 信 息 说 明 和 规 格, 如 有 变 更, 恕 不 另 行 通 知 安 捷 伦 公 司 对 本 材 料 中 可 能 存 在 的 错 误 或 有 关 装 备 性 能 或 使 用 这 一 材 料 而 带 来 的 意 外 伤 害 和 问 题 不 负 任 何 责 任 安 捷 伦 科 技 ( 中 国 ) 公 司, 2010 年 2010 年 2 月 10 日 中 国 印 刷 CHCN 26

27 1.1 数 据 采 集 硬 件 平 台 发 现 代 谢 组 学 研 究 中 的 有 力 武 器 : GC/MS 系 统 :Agilent 5975C 气 相 色 谱 - 单 四 极 杆 质 谱 联 用 仪

28 Agilent 5975C 系 列 GC/MSD 新 一 代 Agilent 5975C 系 列 MSD 一 直 是 业 界 最 受 欢 迎 的 GC/MS Agilent 5975C 系 列 MSD- 配 备 三 轴 HED-EM 检 测 器 - 结 合 了 创 新 设 计 特 点 以 提 高 您 实 验 室 的 工 作 效 率, 先 进 的 分 析 功 能 可 帮 助 您 更 快 地 获 得 更 好 的 结 果 与 新 的 7890A GC 的 完 美 配 合, 使 这 一 平 台 集 所 有 创 新 技 术 为 一 体, 使 化 学 分 析 达 到 最 佳 境 界 出 色 的 性 能 无 与 伦 比 的 可 靠 性 更 高 的 工 作 效 率 和 更 简 便 的 操 作 Agilent 5975C 系 列 GC/MSD 构 建 在 行 业 领 先 高 可 靠 性 和 高 性 能 的 色 谱 分 析 技 术 坚 实 的 基 础 之 上 28 如 需 了 解 有 关 Agilent 5975C 系 列 GC/MSD 的 更 多 信 息, 请 访 问 或 者 联 系 免 费 电 话 :

29 Abundance Average of to min.: phth-10ng-pcinh3-1.d\data.ms [M+1] m/z--> Abundance Average of to min.: phth-10ng-pcich4-1.d\data.ms m/z--> lower best slow 279 [M+1] Time off-set for clarity He best Abundance Average of to min.: phth-10ng-pcinh3-1.d\data.ms M m/z--> m/z--> Abundance Scan 865 (7.756 min): phth-10ng-ncich4-1b.d\data.ms M- 390 fast 350 ºC 惰 性 离 子 源 离 子 源 可 程 序 升 温 最 高 至 350 C, 对 于 活 性 化 合 物 和 高 沸 点 组 分 有 更 好 的 响 应 第 4 页 领 先 的 分 析 功 能 模 块 化 质 量 分 析 器 将 整 体 惰 性 离 子 源 专 利 的 石 英 四 极 杆 分 析 器 和 新 的 更 高 信 噪 比 的 TAD 集 成 为 一 体 这 一 强 有 力 的 组 合 提 供 了 更 高 的 质 谱 分 辨 率 优 异 的 质 谱 准 确 性 和 更 低 的 检 测 限 从 而 使 您 对 结 果 信 心 倍 增 新 的 痕 量 离 子 检 测 技 术 提 供 更 强 大 的 痕 量 分 析 功 能 更 高 的 分 析 通 量 全 自 动 化 分 离 功 能 更 快 的 分 离 和 更 短 的 检 测 周 期 使 您 在 更 短 的 时 间 内 处 理 更 多 的 样 品 高 级 分 析 程 序 使 您 从 每 次 运 行 中 获 得 最 多 的 信 息, 新 的 自 动 化 谱 图 解 卷 积 软 件 可 实 现 快 速 定 性 和 定 量 分 析 仪 器 正 常 运 行 时 间 最 长 设 计 周 全 符 合 实 际 使 用 的 功 能 使 您 可 进 行 更 快 更 容 易 的 日 常 维 护, 新 系 统 的 智 能 化 功 能 能 够 预 先 报 告 仪 器 需 要 维 护, 增 强 了 自 行 维 护 和 强 大 的 远 程 诊 断 功 能 使 您 的 实 验 室 比 以 往 更 容 易 运 行 在 最 佳 状 态 PCI NH 3 PCI CH 4 NCI NH 3 NCI CH 4 专 利 技 术 镀 金 石 英 四 极 杆 具 有 1050 u 的 质 量 范 围 在 整 个 质 量 范 围 提 供 最 佳 的 分 辨 率 和 灵 敏 度 ; 最 低 的 质 量 偏 差 保 证 调 谐 和 校 准 的 有 效 性 时 间 更 长 第 4 页 高 信 噪 比 的 TAD 新 一 代 离 轴 检 测 使 噪 声 最 低, 信 号 最 强, 因 而 具 有 更 低 的 检 测 限 第 5 页 微 量 离 子 检 测 技 术 对 于 复 杂 基 质 当 中 的 目 标 化 合 物 有 很 低 的 检 测 限 ; 与 高 温 惰 性 离 子 源 相 结 合, 这 一 新 技 术 赋 予 您 的 实 验 室 新 的 强 有 力 的 分 析 功 能 第 5 页 SIM/Scan 数 据 同 步 采 集 在 以 最 高 12,500 u/s 的 速 率 采 集 全 扫 描 谱 图 的 同 时, 有 选 择 性 地 以 高 灵 敏 度 监 测 感 兴 趣 的 离 子 第 6 页 所 有 的 离 子 化 模 式 可 以 在 一 个 序 列 中 自 动 实 现 标 准 CI 源 可 以 实 现 PCI NCI 和 EI 谱 图 的 采 集, 自 动 CI 功 能 使 得 CI 的 操 作 如 EI 一 样 容 易 第 7 页 Analytical Quality EIH2Spec: What does Hydrogen offer in analysis? He 2 best Analysis time Hydrogen gives better GC analyses in shorter times!!! N2 => Enhanced Productivity!!!! He H2 新 的 氢 气 EI 信 噪 比 指 标 采 用 较 低 成 本 的 氢 气 作 载 气, 可 以 在 安 全 条 件 下 实 现 更 快 的 分 析 第 7 页 GC/MS 软 件 适 合 于 您 的 工 作 流 程 和 应 用 新 的 特 点 和 先 进 的 功 能 提 高 您 实 验 室 的 性 能 和 效 率 第 10 页 有 关 仪 器 的 其 它 性 能 指 标, 请 访 问 : EN: 5975C 系 列 GC/MSD 性 能 指 标 Deconvolution peaks and spectra Matrix Interference Target 解 卷 积 报 告 软 件 安 捷 伦 的 第 二 代 软 件 可 使 您 快 速 获 得 可 靠 的 分 析 结 果,DRS 与 新 的 保 留 时 间 锁 定 数 据 库 相 结 合, 显 著 地 缩 短 了 数 据 处 理 的 时 间 第 12 页 GC/MS 色 谱 柱 和 配 件 高 性 能 安 捷 伦 J&W GC 柱 和 经 质 谱 验 证 的 备 件 使 您 的 分 析 结 果 最 佳 化 第 15 页 29

30 从 离 子 源 到 检 测 器, 所 有 设 计 都 侧 重 性 能 和 工 作 效 率 制 造 世 界 上 最 受 信 赖 的 GC/MS 的 过 程 是 一 个 不 断 提 高 性 能 的 过 程 对 于 每 一 代 新 产 品, 我 们 绝 不 会 改 变 我 们 的 宗 旨 帮 助 您 的 实 验 室 在 尽 可 能 短 的 时 间 内 获 得 可 靠 性 更 高 的 分 析 结 果 高 温 整 体 惰 性 离 子 源 提 升 仪 器 的 性 能 安 捷 伦 专 利 技 术 惰 性 离 子 源 现 在 可 以 升 温 至 350 C, 从 而 为 活 性 化 合 物 和 高 沸 点 的 组 分 提 供 更 高 的 响 应 信 号 它 能 够 提 供 更 好 的 峰 对 称 性 更 高 的 EI 响 应 更 少 的 降 解 离 子 和 更 可 靠 的 谱 库 检 索 更 高 的 温 度 还 意 味 着 降 低 离 子 源 清 洗 频 度 从 而 显 著 提 高 实 验 室 的 工 作 效 率 (1) 顶 级 标 准 四 极 杆 设 计 MSD 分 析 器 是 安 捷 伦 科 技 专 利 和 独 家 技 术 的 结 晶, 提 供 卓 越 的 性 能 和 更 高 的 可 靠 性 移 去 一 半 四 极 杆 以 显 示 透 镜 延 伸 到 分 析 器 的 入 口 Solid inert 整 体 惰 性 离 子 源 source 260 最 后 一 个 透 镜 延 伸 到 加 热 的 整 体 四 极 杆 中, 优 化 了 离 子 源 和 分 析 器 的 耦 合 该 透 镜 的 电 压 与 分 析 器 的 电 压 同 步 动 态 变 化, 将 每 个 m/z 的 最 大 离 子 信 号 聚 焦 到 四 极 杆 场 的 中 心 mz Breakdown 125 分 products 解 产 物 Stainless steel 不 锈 钢 离 子 源 source 单 个 石 英 分 析 器 的 尺 寸 稳 定 性 是 MSD 设 计 的 基 本 优 势 与 金 属 杆 不 同, 温 度 从 室 温 到 200 C 变 化 时, 石 英 的 尺 寸 并 不 发 生 改 变 因 此 即 使 分 析 复 杂 的 高 沸 点 样 品, 较 高 的 分 析 器 温 度 也 可 以 使 系 统 长 久 耐 用, 不 用 维 护 具 有 亚 微 米 镀 金 层 的 双 曲 面 电 极 表 面 消 除 了 圆 柱 四 极 杆 的 场 误 差, 在 高 达 1050 u 的 整 个 质 量 范 围 实 现 了 优 异 的 分 辨 率 质 量 轴 稳 定 性 和 离 子 传 输 效 率 我 们 所 提 供 的 高 分 子 量 化 合 物 测 试 标 样 套 件 确 保 了 测 定 高 分 子 量 化 合 物 时 其 高 质 荷 比 碎 片 的 准 确 性 (2) mz 提 高 谱 图 准 确 性 新 的 惰 性 离 子 源 消 除 了 表 面 活 性 反 应, 使 谱 库 匹 配 更 可 靠 30

31 TAD 降 低 检 测 限 和 操 作 成 本 检 测 器 模 块 的 基 本 目 标 始 终 是 : 采 集 更 多 感 兴 趣 的 离 子 和 消 除 背 景 噪 音 为 了 实 现 这 些 目 标,5975C 的 检 测 器 用 一 个 新 的 离 子 轨 和 屏 蔽 墙, 将 新 的 长 寿 命 三 通 道 电 子 倍 增 器 (EM) 远 离 分 析 器 出 口 优 化 的 离 子 通 道 增 强 了 信 号, 消 除 了 高 能 量 的 中 性 碎 片 的 噪 音 结 果 得 到 了 市 场 上 最 佳 的 信 噪 比 指 标, 与 惰 性 离 子 源 和 专 利 双 曲 面 分 析 器 构 成 完 美 结 合 微 量 离 子 检 测 (TID) 提 高 仪 器 在 处 理 复 杂 基 质 样 品 时 的 性 能 创 新 的 微 量 离 子 检 测 技 术 给 出 更 好 的 谱 图 真 实 性, 从 而 增 强 您 对 谱 库 检 索 匹 配 结 果 的 信 心 它 降 低 方 法 检 测 限 (MDL) 和 定 量 限 (LOQ), 降 低 假 阴 性 出 现 的 几 率, 进 一 步 增 强 惰 性 离 子 源 在 痕 量 离 子 检 测 方 面 的 性 能 这 一 技 术 还 能 提 高 基 线 的 重 现 性, 大 大 减 少 峰 积 分 过 程 中 采 用 手 动 积 分 的 次 数 丰 度 --> Enhanced 增 signal 强 的 信 号 250 fg 250 fg 六 hexachlorobiphenyl 氯 联 苯 关 闭 TID 功 能 - 未 找 到 苯 线 磷 开 启 TID 功 能 - 发 现 了 苯 线 磷 Reduced 降 低 了 neutral 中 性 噪 noise 声 0 TAD 增 强 了 信 号, 降 低 了 噪 音 改 进 了 检 测 限 苯 线 磷 的 分 析 如 果 不 采 用 微 量 离 子 检 测 功 能 ( 上 图 ), 由 于 苯 线 磷 是 一 个 大 峰 上 的 不 明 显 的 肩 峰, 所 以 没 有 被 发 现 当 开 启 微 量 离 子 检 测 功 能 ( 下 图 ) 时, 噪 音 降 低, 清 楚 地 检 测 到 苯 线 磷 高 灵 敏 度 自 动 调 谐 更 容 易 优 化 系 统 性 能 用 自 动 化 过 程 取 代 手 动 调 谐 方 法 来 优 化 操 作 条 件 5975C 系 统 的 自 动 调 谐 (AutoTune) 节 省 时 间, 提 高 性 能, 并 确 保 仪 器 与 仪 器 之 间 分 析 结 果 的 一 致 性 新 的 EM 归 一 化 调 谐 功 能 确 保 稳 定 的 离 子 响 应 并 延 长 电 子 倍 增 器 的 寿 命 (3) 了 解 对 您 现 有 的 Agilent 5975 系 列 GC/MSD 的 检 测 器 的 升 级 信 息 (1) EN: 5975C 系 列 MSD: 离 子 源 高 温 操 作 指 南 (2) EN: 将 5975 inert MSD 用 于 更 高 分 子 量 的 多 溴 联 苯 醚 (PBDE) 的 分 析 (3) EN: 归 一 化 调 谐 的 强 大 功 能 31

32 强 大 的 分 析 功 能 提 高 结 果 准 确 性 和 分 析 效 率 快 速 电 子 线 路 增 强 仪 器 性 能 并 实 现 SIM/Scan 数 据 的 同 步 采 集 5975C 系 列 GC/MSD 使 用 的 快 速 电 子 线 路 使 快 速 GC/MS 在 全 扫 描 和 选 择 离 子 检 测 (SIM) 模 式 的 信 号 传 输 最 大 化 他 们 实 现 了 同 步 SIM/Scan 功 能 而 没 有 损 失 分 析 性 能 (4) 高 性 能 电 子 线 路 6,250 u/sec 高 性 能 选 择 离 子 检 测 (SIM) 和 全 扫 描 安 捷 伦 的 SIM/Scan 数 据 同 步 采 集 功 能 使 您 在 一 次 分 析 过 程 中 同 时 采 集 选 择 离 子 检 测 数 据 和 全 扫 描 数 据 因 为 分 析 参 数 容 易 设 置 而 且 可 以 进 行 谱 库 检 索, 许 多 实 验 室 大 多 使 用 全 扫 描 方 式 进 行 数 据 采 集 相 比 较 而 言, 选 择 离 子 检 测 模 式 可 提 供 比 全 扫 描 更 高 的 灵 敏 度 ; 然 而, 选 择 离 子 检 测 数 据 不 能 用 来 在 商 业 谱 库 中 进 行 检 索 以 进 行 定 性 分 析 更 多 的 信 号 标 准 电 子 线 路 6,250 u/sec 0.84 sec 半 峰 宽 10,000 u/sec 现 在, 采 用 5975C 系 统 的 SIM/Scan 数 据 同 步 采 集, 您 可 以 在 一 次 运 行 中 同 时 获 得 选 择 离 子 检 测 数 据 和 全 扫 描 数 据! 更 有 利 的 是, 您 不 必 是 GC/MS 专 家 就 可 以 完 成 这 一 操 作 安 捷 伦 数 据 分 析 软 件 的 AutoSIM 功 能 可 以 将 全 扫 描 数 据 自 动 转 换 成 选 择 离 子 检 测 或 者 SIM/Scan 同 步 采 集 方 法 参 数 选 择 离 子 检 测 的 驻 留 时 间 以 1 毫 秒 为 步 长, 可 以 在 1 毫 秒 到 100 毫 秒 范 围 内 任 意 设 置 更 多 的 信 号, 更 多 的 数 据 点 七 氯 联 苯 的 总 离 子 流 色 谱 图, 将 标 准 电 子 线 路 (Agilent 5973 系 列 MSD) 的 结 果 与 新 的 快 速 电 子 线 路 相 比 两 张 色 谱 图 是 在 同 一 台 仪 器 上 采 用 相 同 的 扫 描 速 率 采 集 的 ( 为 了 清 楚, 调 节 了 水 平 设 置 ) 即 使 是 窄 径 毛 细 管 柱 的 色 谱 峰, 高 达 12,500 u/sec 的 扫 描 速 率 也 可 以 对 其 进 行 准 确 的 积 分 只 用 SIM 百 菌 清 SIM-scan 同 步 采 集 Time 在 SIM/Scan 操 作 中 SIM 的 灵 敏 度 不 会 损 失 上 面 的 重 叠 图 比 较 了 采 集 SIM 信 号 ( 蓝 色 ) 和 用 SIM/Scan 数 据 同 步 采 集 模 式 得 到 的 SIM 信 号 ( 橙 色 ) (4) EN: 采 用 SIM/Scan 同 步 数 据 采 集 功 能 提 高 工 作 效 率 (5) EN: 5975 inert MSD 增 强 化 学 电 离 操 作 的 优 势 32

33 CI 源 的 操 作 像 EI 源 一 样 简 单 长 期 以 来, 由 于 参 数 设 置 复 杂, 反 应 气 调 节 和 离 子 源 调 谐 困 难, 化 学 电 离 源 (CI) 一 直 被 认 为 是 一 种 高 级 GC/MS 技 术 新 的 Agilent 5975C inert GC/MSD 使 得 CI 分 析 就 如 EI 一 样 简 单 不 必 变 换 到 EI 源 就 可 生 成 EI 谱 图 直 观 的 用 户 界 面 和 化 学 电 离 源 流 量 控 制 模 块 一 起 工 作 来 自 动 调 节 化 学 电 离 源 反 应 气 流 量, 以 优 化 化 学 电 离 性 能 反 应 气 双 通 道 很 容 易 比 较 辅 助 反 应 气, 如 甲 烷 和 氨 气 自 动 校 准 试 剂 蒸 发 允 许 系 统 快 速 准 备 就 绪, 即 使 在 超 高 灵 敏 度 的 NCI 模 式 也 是 如 此 使 用 氢 气 降 低 每 次 分 析 的 成 本 5975C 系 列 GC/MSD 新 的 氢 气 信 噪 比 指 标 使 得 安 捷 伦 成 为 第 一 个 也 是 唯 一 一 个 证 明 氢 气 作 为 载 气 的 性 能 和 安 全 性 的 仪 器 制 造 商 事 实 上, 与 氦 气 模 式 操 作 的 GC/MS 系 统 相 比, 氢 气 常 常 提 供 更 快 的 分 析 速 度 和 更 高 的 分 辨 率 H 2 He 用 He 和 H2 分 析 多 环 芳 烃 在 此 例 中,H2 实 际 上 提 供 了 更 好 的 分 离 度 PCI NH [M+1] NCI NH M- 390 m/z--> m/z--> PCI CH [M+1] m/z--> m/z--> NCI CH M 在 各 种 化 学 电 离 模 式 下 的 邻 苯 二 甲 酸 二 辛 酯 质 谱 图 许 多 化 合 物 在 EI 中 产 生 很 少 的 鉴 定 信 息 ; 比 如, 所 有 邻 苯 二 甲 酸 酯 类 化 合 物 的 MS 图 非 常 相 似 CI 提 供 了 很 有 价 值 的 谱 图 信 息 :PCI 用 氨 气 ( 左 上 方 ); PCI 用 甲 烷 ( 左 下 方 ); NCI 用 甲 烷 ( 右 下 方 ); 以 及 NCI 用 氨 气 ( 右 上 方 ) (5) 33

34 Agilent 7890A 气 相 色 谱 仪 : 将 GC 的 性 能 和 效 率 推 向 新 的 高 度 安 捷 伦 新 的 7890A 旗 舰 GC 为 其 40 年 GC 技 术 领 导 者 的 辉 煌 历 史 又 谱 写 了 新 的 篇 章, 它 为 将 您 实 验 室 的 GC/MS 性 能 提 高 到 新 的 水 平 提 供 了 所 需 要 的 一 切, 包 括 先 进 的 分 离 能 力, 强 有 力 的 新 功 能 和 智 能 化 仪 器 实 时 监 测 当 然, 还 有 安 捷 伦 无 与 伦 比 的 可 靠 性 新 的 Agilent 7890A 气 相 色 谱 仪 为 行 业 领 先 的 安 捷 伦 GC 平 台 带 来 了 至 关 重 要 的 全 新 的 分 离 能 力 和 工 作 效 率 安 捷 伦 的 性 能 与 可 靠 性 第 五 代 电 子 气 路 控 制 (EPC) 和 数 字 电 路 为 保 留 时 间 锁 定 (RTL) 的 精 度 设 置 了 新 的 基 准, 使 得 Agilent 7890A GC 的 可 靠 性 达 到 了 前 所 未 有 的 高 度 更 高 的 效 率 更 快 的 柱 箱 冷 却 速 率 更 强 的 反 吹 功 能 先 进 的 自 动 化 特 点 和 更 快 的 GC/MS 柱 箱 升 温 速 率 使 您 的 分 析 时 间 更 短, 每 个 样 品 的 分 析 成 本 更 低 所 有 这 些 都 很 容 易 集 成 到 您 的 现 有 方 法 中 GC 检 测 器 同 步 操 作 对 于 非 目 标 化 合 物, 一 个 灵 敏 而 有 选 择 性 的 GC 检 测 器 是 对 MS 的 有 力 补 充 在 ECD 基 线 上 那 个 意 料 之 外 的 小 峰 可 能 为 一 个 关 键 的 化 合 物 提 供 仅 有 的 线 索 GC/MSD 高 效 化 学 工 作 站 可 同 时 采 集 两 个 GC 检 测 器 的 信 号 和 MSD SIM/Scan 的 信 号 (6) (6) EN 15 min 的 全 扫 描 分 析 替 代 多 次 50 min 的 FPD/ELCD/SIM 分 析 使 工 作 效 率 提 高 了 10 倍 34

35 Agilent 7890A GC 可 方 便 使 用 您 的 现 有 6890 分 析 方 法, 无 需 对 其 进 行 大 的 修 改 您 能 够 提 高 工 作 效 率 并 利 用 7890A 系 统 的 新 功 能, 而 不 会 打 乱 您 实 验 室 的 正 常 运 作 只 要 将 仪 器 安 装 就 位, 操 作 人 员 就 很 容 易 熟 悉 控 制 和 用 户 界 面 因 为 7890A 系 统 是 构 建 在 享 有 盛 誉 的 6890 GC 进 样 口 检 测 器 和 GC 柱 箱 的 基 础 上, 您 可 以 放 心 地 将 方 法 转 换 到 新 的 7890A GC 上 突 破 性 的 微 板 流 路 控 制 技 术 安 捷 伦 创 新 的 微 板 流 路 控 制 技 术 实 现 柱 箱 内 可 靠 的 无 泄 漏 连 接 现 在 安 捷 伦 提 供 多 种 有 用 的 配 置, 这 些 惰 性 的 轻 巧 的 低 死 体 积 的 装 置 不 仅 使 连 接 更 安 全 更 容 易, 而 且 在 您 需 要 的 时 候 能 精 确 控 制 气 流 的 方 向 这 些 为 色 谱 分 析 技 术 开 辟 了 广 阔 的 前 景, 比 如 馏 分 分 流 反 吹 和 Deans Switch, 这 些 技 术 能 够 改 善 您 的 分 析 结 果, 并 且 节 省 时 间 和 资 源 几 秒 钟 完 成 分 流 / 不 分 流 (SSL) 进 样 口 的 维 护! 操 作 方 便 的 扳 转 式 顶 盖 设 计 安 装 在 每 个 分 流 / 不 分 流 (SSL) 进 样 口, 使 您 比 以 前 更 快 更 容 易 地 更 换 衬 管 和 色 谱 柱, 而 不 用 特 殊 的 工 具 和 培 训 7890A GC 使 分 析 效 率 大 为 提 高 ppm 4 min 20 min 有 害 废 弃 物 ( 模 拟 样 品, 含 有 高 沸 点 干 扰 物 ) 中 半 挥 发 物 (5 ppm) 的 分 析 上 图 ( 蓝 色 ): 感 关 注 的 峰 在 16 min 前 全 部 流 出, 但 需 要 在 320 C 高 温 下 烘 烤 24 min 以 去 除 保 留 在 色 谱 柱 中 的 重 组 分 中 图 ( 橙 色 ): 用 配 置 涡 轮 泵 的 5975C MSD 使 用 7890A 系 统 的 反 吹 功 能, 将 同 样 的 样 品 重 新 分 析, 反 吹 4 min 每 次 运 行 节 省 了 20 min ( 总 分 析 周 期 节 省 50%) 液 体 自 动 进 样 器 重 叠 进 样 和 柱 箱 更 快 的 冷 却 还 可 以 使 每 个 分 析 周 期 缩 短 再 缩 短 4 min 下 图 ( 绿 色 ): 将 基 线 坐 标 放 大, 检 测 溶 剂 空 白 的 结 果 证 明 了 反 吹 的 效 率 Agilent 6850 系 列 II GC 小 巧, 耐 用, 操 作 方 便 您 的 实 验 室 是 进 行 简 单 的 常 规 分 析 还 是 在 线 分 析? 如 果 您 只 需 要 单 一 进 样 口 和 检 测 器,Agilent 6850 GC 与 5975C VL GC/MSD 相 结 合 是 最 佳 选 择 这 一 小 巧 的 仪 器 具 有 很 多 先 进 的 功 能 以 及 公 认 的 安 捷 伦 稳 定 性 35

36 GC/MS 软 件 适 合 您 的 工 作 流 程, 提 高 您 的 工 作 效 率 即 使 是 非 专 业 人 员 也 可 以 通 过 安 捷 伦 MSD 高 效 化 学 工 作 站 而 轻 松 使 用 Agilent 5975C inert GC/MSD 系 统 所 具 有 的 全 部 先 进 功 保 留 时 间 锁 定 (RTL) 在 世 界 任 何 地 方 的 实 验 室 之 间 仪 器 之 间 的 保 留 时 间 都 重 现 能 您 将 发 现 所 有 的 设 计 都 帮 助 您 在 每 个 工 作 日 顺 利 完 成 每 次 分 析 锁 定 的 保 留 时 间 可 用 于 对 质 谱 鉴 定 的 化 合 物 进 行 确 认 第 五 代 电 子 气 路 控 制 (EPC) 的 精 度 为 psi 先 进 的 仪 器 控 制 一 台 PC 可 控 制 两 台 GC/MS 系 统 改 进 的 调 谐 过 程 确 保 获 得 准 确 一 致 的 结 果, 延 长 了 EM 的 寿 命 ( 归 一 化 调 谐 ) SIM 和 Scan 数 据 同 步 采 集 获 得 了 高 灵 敏 度 定 量 结 果 和 可 进 行 谱 库 检 索 的 质 谱 图 集 成 控 制 液 体 进 样 器 G1888 顶 空 进 样 器 和 PAL 自 动 进 样 器 同 步 采 集 MSD 和 GC 检 测 器 信 号 自 动 提 示 要 进 行 的 维 护 简 化 方 法 配 置 共 享 方 法 的 输 入 / 输 出 ( 电 子 方 法 ) 可 输 入 LIMS 样 品 列 表 基 于 自 动 积 分 和 谱 库 检 索 结 果 指 导 设 置 新 校 正 表 (AutoQuant) 可 将 任 何 全 扫 描 方 法 自 动 转 换 为 高 灵 敏 度 的 SIM 或 SIM/Scan 方 法 (AutoSIM) 保 留 时 间 锁 定 (RTL) 功 能, 保 证 多 台 仪 器 之 间 分 析 结 果 的 一 致 性 高 效 数 据 处 理 可 以 建 立 20 个 校 正 点 的 校 正 曲 线, 有 4 种 曲 线 拟 合 选 项, 可 对 2000 多 种 化 合 物 进 行 定 量 分 析 采 集 数 据 的 同 时 重 新 处 理 上 一 个 运 行 序 列 所 得 结 果 连 续 检 索 多 达 3 个 不 同 的 数 据 库 直 接 比 较 来 自 多 个 检 测 器 (MS 和 / 或 GC) 的 多 种 数 据 文 件 同 时 分 析 多 个 数 据 文 件 (Enhance Dada Analysis Plus) 保 留 时 间 锁 定 (RTL) 功 能 稳 定 通 用 灵 活 在 校 正 保 留 时 间 方 法 时, 每 个 色 谱 图 的 保 留 时 间 都 可 以 手 动 编 辑 报 告 和 定 制 功 能 通 用 和 定 制 的 报 告 格 式 :Enhanced EnviroQuant (USEPA), DrugQuant 和 汽 油 中 的 芳 烃 (ASTM) 等 格 式 用 户 报 告 具 有 多 达 240 种 图 形 和 相 应 的 数 据 库, 用 于 总 结 浏 览 和 绘 图 以 XLS HTML 或 XML 格 式 输 出 报 告 具 有 索 引 和 电 子 签 名 的 PDF 报 告 宏 程 序 自 动 实 现 重 复 步 骤 ( 如 : 鼠 标 操 作, 菜 单 选 择 和 键 入 ) 的 操 作 和 用 户 指 定 操 作 MSD 安 全 化 学 工 作 站 增 强 数 据 的 安 全 性 完 整 性 和 可 追 溯 性, 符 合 FDA 21 CFR Part 11 的 要 求 36

37 SemiQuant 快 速 而 简 便 地 估 算 未 校 准 化 合 物 的 浓 度 安 捷 伦 的 SemiQuant 功 能 与 保 留 时 间 锁 定 (RTL) 数 据 库 配 合 使 用, 增 加 您 对 化 合 物 鉴 定 的 信 心 且 加 速 定 量 分 析 过 程 与 安 捷 伦 的 OpenLAB ECM 集 成, 使 数 据 处 理 和 管 理 方 便 快 捷 当 出 现 未 知 峰 时, 谱 库 检 索 只 显 示 与 样 品 质 谱 图 可 能 的 匹 配 使 用 适 当 的 RTL 数 据 库, 除 了 质 谱 图 数 据 之 外, 您 可 以 通 过 化 合 物 的 保 留 时 间 与 锁 定 保 留 时 间 的 匹 配 来 增 加 鉴 定 的 可 信 度 如 果 您 希 望 对 化 合 物 进 行 定 量,SemiQuant 可 以 帮 助 您 估 算 浓 度, 根 据 计 算 结 果 您 再 将 此 化 合 物 适 当 浓 度 的 标 准 样 品 进 样 分 析, 进 行 准 确 定 量 (7) 半 定 量 的 化 合 物 在 定 量 报 告 的 底 部 标 出 来 安 捷 伦 的 OpenLAB ECM 软 件 是 基 于 互 联 网 的 应 用 软 件, 它 为 您 的 单 位 所 生 成 的 全 部 电 子 数 据 提 供 安 全 的 集 中 管 理 (8) 全 面 的 检 索 和 合 作 工 具 允 许 用 户 有 效 地 查 找 使 用 和 重 新 使 用 所 需 要 的 信 息, 以 便 作 出 明 智 的 业 务 决 策 安 捷 伦 的 OpenLAB ECM 通 过 采 集 各 种 分 析 数 据 并 将 其 转 换 为 准 确 而 可 利 用 的 信 息, 使 您 的 实 验 室 运 转 效 率 更 高 电 子 方 法 (emethods) 复 制 共 享 和 传 递 方 法 现 在 采 用 安 捷 伦 的 电 子 方 法, 使 重 新 创 建 和 复 制 一 个 新 的 GC/MS 方 法 成 为 一 个 快 速 和 全 自 动 化 的 过 程 无 论 是 在 实 验 室 不 同 的 仪 器 上, 还 是 在 世 界 各 地 的 仪 器 上, 您 可 以 在 最 短 的 时 间 内 在 线 调 用 一 个 新 的 GC/MS 方 法, 通 过 这 种 方 法 标 准 化 形 式, 可 以 提 高 实 验 室 的 工 作 效 率 (7) EN: SemiQuant: 新 的 GC/MS 软 件 估 算 化 合 物 浓 度 的 方 法 (8) EN: GC/MSD 化 学 工 作 站 和 安 捷 伦 OpenLAB ECM 的 集 成 37

38 快 速 解 卷 积 对 复 杂 基 质 中 的 化 合 物 定 性 和 定 量 分 析 安 捷 伦 简 单 而 易 于 使 用 的 解 卷 积 报 告 软 件 (DRS) 是 一 个 可 选 的 软 件, 它 可 以 节 省 数 小 时 的 数 据 分 析 和 处 理 时 间 基 于 行 业 标 准 的 AMDIS 我 们 的 第 二 代 解 卷 积 软 件 可 快 速 检 测 到 其 它 数 据 分 析 软 件 包 未 检 测 到 的 化 合 物 事 实 上, 它 可 以 将 几 小 时 繁 重 的 数 据 处 理 工 作 通 过 计 算 机 的 自 动 分 析 而 缩 短 到 几 分 钟 突 破 性 的 解 决 方 案 完 全 集 成 了 三 个 不 同 的 软 件 包 : 安 捷 伦 的 GC/MSD 化 学 工 作 站 NIST 谱 库 和 NIST 质 谱 检 索 程 序 NIST 自 动 质 谱 图 解 卷 积 和 鉴 定 软 件 (AMDIS) DRS 软 件 自 动 完 成 下 列 操 作 : 通 过 GC/MSD 化 学 工 作 站 的 QEdit 实 现 对 MSD 目 标 离 子 定 量 或 AMDIS 解 卷 积 的 离 子 定 量 谱 图 解 卷 积, 获 得 干 净 的 全 扫 描 谱 图 对 于 干 净 的 谱 图 进 行 谱 库 检 索 将 MSD 和 AMDIS 解 卷 积 结 果 以 图 形 和 文 本 方 式 显 示 出 来 供 快 速 浏 览 用 户 RTL 数 据 库 的 更 多 选 择 用 安 捷 伦 的 RTL 数 据 库 ( 质 谱 图 和 保 留 时 间 ) 的 其 中 一 个 数 据 库 确 保 实 现 快 速 准 确 的 定 性 定 量 分 析 这 些 数 据 库 包 括 多 环 芳 烃 (PAH) 多 氯 联 苯 (PCB) 香 料 脂 肪 酸 甲 酯 (FAME) 挥 发 性 有 机 物 (VOC) 半 挥 发 性 有 机 物 (Semi-VOC) 农 药 和 内 分 泌 干 扰 物 有 毒 化 学 品 有 机 锡 和 室 内 空 气 有 毒 物 等 数 据 库, 还 增 加 了 以 下 三 个 数 据 库 : 日 本 肯 定 列 表 农 药 库 法 医 毒 物 库 代 谢 组 学 库 加 州 食 品 和 农 业 部 (CDFA) 解 卷 积 报 告 软 件 (DRS) 匹 配 的 农 药 数 目 37 相 同 的 37 个 化 合 物 及 另 外 99 种 化 合 物 不 匹 配 的 农 药 数 目 1 0 处 理 所 需 时 间 8 小 时 32 min 处 理 17 个 地 表 水 样 品 的 时 间 比 较 加 州 食 品 和 农 业 部 (CDFA) : 一 个 资 深 的 分 析 人 员 需 要 约 8 小 时 去 分 析 17 个 样 品 结 果 并 排 除 假 阳 性 安 捷 伦 的 DRS: 全 自 动 过 程 只 需 30 min, 而 且 还 检 测 到 另 外 99 种 化 合 物 (9) 目 标 离 子 和 解 卷 积 的 离 子 图 的 重 叠 手 动 积 分 目 标 离 子 图 解 卷 积 的 离 子 图 谱 图 对 比 : 用 AMDIS 之 前 用 AMDIS 之 后 AMDIS 谱 库 匹 配 X= MSD A= AMDIS 从 目 标 离 子 和 解 卷 积 离 子 获 得 的 峰 面 积 和 含 量 数 据 GC/MSD 化 学 工 作 站 的 QEdit 全 面 集 成 了 来 自 AMDIS 的 解 卷 积 数 据, 包 含 EIC 和 质 谱 图 38 (9) EN: GC/MSD 用 解 卷 积 报 告 软 件 全 面 筛 选 农 药

39 配 套 附 件 和 选 件 使 5975C 更 通 用 更 高 效 自 动 液 体 进 样 器 是 5975C 系 列 GC/MSD 提 高 工 作 效 率 的 有 力 工 具 Agilent 7683 系 列 自 动 液 体 进 样 器 是 所 有 GC 自 动 进 样 器 中 进 样 速 度 最 快 溶 剂 容 量 更 大 的 自 动 进 样 器, 能 提 供 多 种 进 样 方 式, 双 进 样 口 同 时 进 样 功 能, 经 过 认 证 的 自 动 进 样 器 样 品 瓶, 此 外, 7683 自 动 进 样 器 随 时 可 以 开 始 工 作 Agilent G1888A 顶 空 进 样 器 增 加 更 多 的 分 析 功 能 将 任 何 基 质 当 中 的 挥 发 性 化 合 物 直 接 自 动 引 入 GC 或 GC/MS 从 样 品 瓶 到 色 谱 柱 直 至 离 子 源, 全 惰 性 的 样 品 通 道 表 现 出 优 异 的 化 学 性 能, 分 析 物 不 会 由 于 产 生 降 解 而 受 到 损 失 自 动 化 样 品 前 处 理 提 高 实 验 室 的 产 出 选 择 全 能 的 CombiPAL 可 进 行 液 体 进 样 顶 空 进 样 和 固 相 微 萃 取 (SPME) 经 济 实 用 的 GC PAL 平 台 虽 然 只 可 进 行 液 体 进 样, 但 可 以 提 供 CombiPAL 的 许 多 其 它 功 能, 包 括 大 体 积 进 样 (LVI) 多 种 样 品 瓶 和 注 射 器 尺 寸 和 扩 展 的 样 品 瓶 容 量 无 油 泵 干 净, 几 乎 不 需 维 护 安 捷 伦 是 第 一 个 提 供 这 种 独 特 泵 的 质 谱 仪 厂 家 它 几 乎 不 需 要 日 常 维 护, 不 用 泵 油, 所 以 没 有 油 污 染 或 泄 漏 的 风 险 39

40 易 于 支 持 和 维 护 安 捷 伦 GC/MSD 系 统 在 设 计 上 始 终 将 维 修 和 维 护 更 容 易 进 行 作 为 重 要 的 考 虑 新 的 Agilent 5975C 系 列 GC/MSD 继 承 了 这 一 设 计 理 念, 并 使 之 提 高 到 一 个 全 新 的 水 平 QuickSwap 微 板 流 路 控 制 装 置 节 省 每 次 更 换 色 谱 柱 和 进 行 系 统 维 护 的 时 间 和 费 用 GC EPC 辅 助 流 路 MS 传 输 线 分 析 维 护 或 反 吹 GC 色 谱 柱 您 是 否 在 更 换 色 谱 柱 或 执 行 日 常 进 样 口 维 护 之 前, 要 等 待 质 谱 仪 完 全 放 空? 使 用 "QuickSwap" 微 板 流 路 控 制 装 置, 您 可 以 在 约 30 秒 钟 内 安 全 地 断 开 色 谱 柱 而 不 用 放 空, 也 不 会 降 低 真 空 度! 模 块 化 分 析 器 组 件 让 您 可 完 全 接 触 到 灯 丝 离 子 源 和 电 子 倍 增 器, 以 便 快 速 进 行 日 常 维 护 事 实 上, 整 个 分 析 器 组 件 可 以 在 2 分 钟 内 取 下, 而 不 用 任 何 工 具! 这 样 一 个 模 块 本 身 已 经 包 含 电 子 线 路, 避 免 使 用 电 缆 和 线 槽 与 外 部 连 接, 最 大 限 度 地 减 少 故 障 发 生 玻 璃 前 窗 可 以 直 接 观 察 离 子 源, 以 及 看 到 整 个 关 键 线 路 的 连 接 所 以, 您 可 以 看 到 色 谱 柱 是 否 安 装 正 确 可 靠 性 高 的 真 空 系 统 保 证 更 长 期 的 性 能 : 可 选 无 油 前 级 泵 几 乎 不 需 要 维 护 并 减 少 噪 声, 可 以 使 用 腐 蚀 性 气 体, 如 氨 气 TAD 采 用 新 的 三 通 道 电 子 倍 增 器 (EM), 使 EM 的 寿 命 翻 番 在 SIM 操 作 过 程 中, 对 于 浓 度 高 的 峰, 电 子 倍 增 器 的 节 省 功 能 进 一 步 延 长 了 EM 的 寿 命 离 子 规 选 件 有 助 于 尽 可 能 快 地 发 现 泄 漏 位 置 并 进 行 故 障 排 除 5 倍 死 体 积 反 吹 之 后 运 行 的 空 白 在 10 分 钟 时 开 始 反 吹 原 来 的 总 离 子 流 图 QuickSwap 装 置 还 可 以 用 于 色 谱 柱 反 吹, 以 减 少 高 沸 点 样 品 组 分 对 MSD 的 污 染 缩 短 分 析 时 间, 并 减 少 清 洗 离 子 源 的 次 数 ( 注 意 : 反 吹 操 作 需 要 考 虑 分 子 涡 轮 泵 的 抽 速 ) (10) (10) EN: Improving Productivity and Extending Column Life with Backflush 40

41 用 于 Agilent 5975C 系 列 GC/MSD 的 高 性 能 安 捷 伦 J&W 色 谱 柱 和 备 件 为 帮 助 您 更 好 更 快 地 获 得 结 果, 安 捷 伦 不 断 改 进 用 于 安 捷 伦 GC/MSD 系 统 的 色 谱 柱 和 备 件 的 清 洁 度 方 便 性 和 可 靠 性 无 论 是 经 过 严 格 的 质 量 控 制 和 QC 测 试, 保 证 高 重 复 性 柱 效 和 惰 性 的 市 场 领 先 的 J&W 色 谱 柱, 还 是 GC 流 路 备 件, 都 经 过 精 心 设 计 制 造 和 包 装, 保 证 被 测 试 样 品 的 完 整 性 安 捷 伦 的 色 谱 柱 和 备 件 将 提 高 实 验 室 仪 器 的 分 析 性 能 重 现 性 和 可 靠 性 为 保 持 质 谱 系 统 最 佳 性 能 需 要 拧 紧 进 样 口 密 封 件 安 捷 伦 经 过 预 清 洁 的 衬 管 和 老 化 过 的 O 形 圈 与 我 们 新 的 专 利 技 术 设 计 的 镀 金 分 流 平 板 相 结 合, 可 以 防 止 引 起 色 谱 柱 流 失 和 信 号 变 差 的 微 小 泄 漏 高 效 率 安 捷 伦 的 备 件 有 助 于 日 常 维 护 常 规 化 我 们 的 毛 细 管 色 谱 柱 密 封 圈 O 形 圈 和 隔 垫 都 是 清 洁 包 装, 一 次 取 一 个, 即 开 即 用, 以 实 现 进 样 口 快 速 维 护 内 径 为 0.18 mm 的 安 捷 伦 新 的 J&W 高 效 毛 细 管 气 相 柱 可 以 提 供 比 传 统 GC/MS 快 50% 以 上 的 分 析 速 度, 而 不 会 损 失 分 离 度 提 高 的 样 品 分 析 通 量 减 少 了 载 气 消 耗 量, 故 降 低 了 每 次 分 析 的 成 本 高 可 靠 性 安 捷 伦 的 J&W 色 谱 柱 和 备 件 保 证 Agilent 5975C 系 统 实 现 所 承 诺 的 性 能 事 实 上, 我 们 的 GC 和 GC/MS 仪 器 技 术 指 标 就 是 使 用 行 业 领 先 的 安 捷 伦 J&W 色 谱 柱 和 安 捷 伦 品 牌 色 谱 备 件 测 定 的 高 性 能 选 择 安 捷 伦 J&W 色 谱 柱 和 备 件 得 到 无 泄 漏 惰 性 气 路, 保 证 最 低 的 柱 流 失 和 最 好 的 安 捷 伦 GC/MSD 系 统 的 信 噪 比 性 能 从 品 种 齐 全 的 安 捷 伦 低 流 失 J&W 色 谱 柱 中 选 择 惰 性 的 HP-5MSi 色 谱 柱 作 为 新 的 5975C 系 统 的 标 准 配 置 柱 通 过 特 别 的 测 试 保 证 了 强 酸 强 碱 化 合 物 的 最 大 峰 面 积 响 应, 这 一 色 谱 柱 还 与 安 捷 伦 的 MS 农 药 数 据 库 兼 容 通 过 使 用 安 捷 伦 认 证 的 自 动 进 样 器 样 品 瓶 隔 垫 和 瓶 盖 以 及 金 标 注 射 器, 消 除 了 由 于 意 外 序 列 中 断 而 造 成 的 样 品 损 失 或 工 作 效 率 降 低 每 个 产 品 都 附 有 性 能 测 试 证 书, 保 证 满 足 您 需 要 的 所 有 指 标 安 捷 伦 J&W GC 色 谱 柱 和 我 们 的 色 谱 备 件 系 列 产 品 均 可 通 过 安 捷 伦 及 其 授 权 的 代 理 商 而 购 得 41

42 安 捷 伦 的 服 务 使 您 专 注 于 您 的 核 心 工 作 安 捷 伦 的 服 务 在 行 业 内 有 口 皆 碑 无 论 您 需 要 对 单 台 仪 器 的 支 持 还 是 对 多 个 实 验 室 的 解 决 方 案, 我 们 均 可 快 速 解 决 您 的 问 题, 延 长 仪 器 的 正 常 运 行 时 间 并 优 化 您 的 实 验 室 资 源 我 们 提 供 完 整 的 GC/MS 产 品 系 列 服 务 : 现 场 预 防 性 维 护 以 确 保 仪 器 可 靠 地 运 行, 并 最 大 限 度 地 减 少 意 外 停 机 时 间 安 捷 伦 以 及 非 安 捷 伦 仪 器 的 故 障 排 除 维 护 和 维 修 远 程 诊 断 和 监 测 服 务 使 仪 器 正 常 运 行 时 间 和 实 验 室 工 作 效 率 最 大 化 行 业 领 先 的 法 规 遵 循 服 务 和 教 育 专 家 咨 询 和 培 训 安 捷 伦 的 超 值 承 诺 10 年 保 值 除 了 继 续 改 进 我 们 的 产 品 外, 我 们 还 提 供 业 内 独 有 的 服 务 我 们 的 10 年 保 值 承 诺 安 捷 伦 的 超 值 承 诺 保 证 您 的 仪 器 自 购 买 之 日 起 至 少 使 用 10 年, 或 者 当 仪 器 升 级 到 新 型 号 时 我 们 将 认 可 您 原 有 仪 器 的 剩 余 价 值 安 捷 伦 不 仅 保 证 您 现 在 购 买 仪 器 的 安 全 性, 我 们 还 确 保 您 仪 器 的 长 期 价 值 安 捷 伦 的 服 务 保 证 如 果 您 的 仪 器 在 安 捷 伦 的 服 务 合 同 期 内 需 要 服 务 时, 我 们 保 证 维 修, 或 者 免 费 为 您 更 换 仪 器 没 有 其 它 制 造 商 或 服 务 提 供 商 可 以 做 出 这 样 的 承 诺, 我 们 承 诺 使 您 的 实 验 室 运 行 在 最 佳 性 能 状 态 如 需 了 解 详 细 信 息 了 解 更 多 : 安 捷 伦 科 技 公 司 生 命 科 学 与 化 学 分 析 部 用 户 服 务 中 心 免 费 专 线 : ( 手 机 用 户 ) 在 线 询 价 : 查 找 在 您 的 国 家 的 安 捷 伦 用 户 中 心 : 亚 太 地 区 [email protected] 仅 用 于 研 究 本 出 版 物 的 信 息 技 术 指 标 和 说 明 若 有 变 更, 恕 不 另 行 通 知 安 捷 伦 科 技 对 于 本 材 料 可 能 的 错 误 或 使 用 本 材 料 所 造 成 的 事 故 或 相 关 损 害 不 负 任 何 责 任 安 捷 伦 科 技 年 3 月 18 日, 中 国 印 刷 CHCN 42

43 1.1 数 据 采 集 硬 件 平 台 发 现 代 谢 组 学 研 究 中 的 有 力 武 器 : CE/MS 系 统 :Agilent 7100 毛 细 管 电 泳 系 统 CE/MS 将 出 色 的 分 离 与 快 速 分 析 相 结 合 毛 细 管 电 泳 (CE) 是 液 相 色 谱 的 可 替 换 方 法 它 表 现 出 一 定 的 灵 敏 度 和 出 色 的 分 离 效 率 毛 细 管 电 泳 与 质 谱 联 用 (CE/MS) 与 GC/MS 和 LC/MS 相 比 不 常 用 于 代 谢 物 组 学 研 究, 但 可 能 很 有 应 用 价 值, 尤 其 是 用 于 亲 水 性 代 谢 物 的 分 析 CE/MS 将 毛 细 管 电 泳 的 分 析 时 间 缩 短 和 分 离 效 率 卓 越 的 特 性 与 质 谱 的 分 子 量 和 结 构 信 息 结 合 到 了 一 起 行 业 领 先 的 安 捷 伦 CE 系 统 可 与 多 种 质 谱 仪 联 接 例 如,CE 和 Agilent 6200 系 列 飞 行 时 间 质 谱 或 6500 系 列 四 极 杆 - 飞 行 时 间 质 谱 联 用, 将 突 出 的 分 离 效 率 和 出 色 的 质 量 准 确 性 及 质 量 分 辨 率 相 结 合, 创 造 出 卓 越 的 代 谢 物 谱 图 采 集 方 案 安 捷 伦 离 子 源 使 用 的 接 地 雾 化 器 使 得 CE 的 电 路 设 置 与 MS 离 子 源 的 电 路 设 置 互 相 独 立, 排 除 了 在 其 它 CE/MS 系 统 中 发 现 的 主 要 缺 陷

44 Agilent 7100 毛 细 管 电 泳 系 统 为 您 最 具 挑 战 性 的 分 离 提 供 更 高 的 灵 敏 度 毛 细 管 电 泳 (CE) 为 带 电 物 质, 比 如 生 物 分 子 小 分 子 碱 性 或 酸 性 药 物 和 离 子 提 供 快 速 分 离 出 色 的 效 率 和 分 离 度, 而 这 些 分 离 使 用 HPLC 常 常 难 以 实 现 CE 还 适 合 于 样 品 量 很 有 限 的 分 离 应 用, 所 需 要 的 缓 冲 液 要 比 液 相 色 谱 或 离 子 色 谱 少 得 多 使 用 单 机 模 式 作 为 CE/MS 的 分 离 组 件 或 者 作 为 液 相 色 谱 的 辅 助 和 正 交 技 术, 新 的 Agilent 7100 CE 系 统 对 于 广 泛 的 分 析 挑 战 带 来 了 无 可 匹 敌 的 与 HPLC 相 当 的 灵 敏 度 该 系 统 具 有 业 内 最 佳 的 分 析 性 能, 是 业 内 可 配 置 检 测 器 类 型 最 多 的 毛 细 管 电 泳 系 统, 而 且 与 安 捷 伦 6000 系 列 质 谱 仪 完 全 兼 容 享 有 盛 誉 的 安 捷 伦 可 靠 性 熟 悉 的 化 学 工 作 站 软 件 和 同 一 供 货 商 解 决 方 案, 所 有 这 些 都 使 得 Agilent 7100 物 超 所 值, 成 为 您 实 验 室 下 一 台 ( 或 第 一 台 )CE 或 CE/MS 系 统 的 首 选 体 积 更 小 噪 音 更 低 更 省 电 的 Agilent 7100 毛 细 管 电 泳 系 统 具 有 无 可 匹 敌 的 灵 敏 度 和 操 作 性 能, 而 且 与 安 捷 伦 上 一 代 毛 细 管 电 泳 系 统 100% 的 兼 容 44 如 需 了 解 有 关 Agilent 7100 CE 系 统 的 更 多 信 息, 请 访 问

45 世 界 上 最 耐 用, 最 易 拥 有 的 CE 7100 CE 系 统 集 中 了 工 作 效 率 高 可 靠 性 强 和 易 于 使 用 的 特 点, 采 用 耐 用 的 内 部 压 力 系 统 和 改 进 的 毛 细 管 冷 却 功 能, 可 使 用 更 大 内 径 的 毛 细 管 此 外, 改 进 的 缓 冲 液 更 新 系 统 允 许 更 长 时 间 的 无 人 看 管 操 作, 新 的 样 品 瓶 传 感 器 防 止 了 运 行 前 或 运 行 中 装 载 样 品 瓶 时 可 能 发 生 的 冲 突 系 统 的 模 块 式 结 构 允 许 快 速 而 简 便 地 接 触 电 极 和 预 穿 孔 器 电 子 线 路 板 和 管 线, 以 便 进 行 日 常 维 护 和 服 务 更 快 速 换 自 定 位 的 毛 细 管 卡 套 与 所 有 市 售 毛 细 管 兼 容 可 在 几 分 钟 内 完 成 安 装 安 捷 伦 的 实 验 室 监 控 与 诊 断 软 件 使 得 正 常 运 行 时 间 最 大 化, 在 故 障 发 生 之 前 就 可 确 定 行 业 领 先 的 分 析 能 力 新 的 内 置 二 极 管 阵 列 检 测 器 显 著 提 高 了 灵 敏 度 1x10 4 的 线 性 动 态 范 围 与 <20 AU 的 基 线 噪 声 相 结 合 可 检 测 到 相 当 于 主 峰 含 量 的 0.05% 的 杂 质 如 果 采 用 安 捷 伦 的 鼓 泡 池 毛 细 管, 灵 敏 度 比 竞 争 厂 商 的 仪 器 还 要 高 倍! 因 为 采 用 了 7100 系 列 的 40 Hz 数 据 采 集 速 率, 分 离 度 也 大 为 提 高 氘 灯 寿 命 也 显 著 提 高 7100 CE 允 许 快 速 方 便 地 接 触 电 极 预 穿 孔 器 电 子 线 路 板 和 管 线 安 捷 伦 的 化 学 工 作 站 软 件 极 大 缩 短 安 装 和 培 训 时 间 由 于 系 统 采 用 了 我 们 在 GC 和 LC 系 统 中 使 用 的 相 同 的 行 业 标 准 控 制 和 采 集 软 件, 新 操 作 人 员 会 感 到 得 心 应 手 法 规 依 从 性 工 具 是 软 件 包 的 一 部 分 此 外,Agilent 7100 CE 系 统 允 许 用 第 三 方 软 件 分 析 原 始 数 据, 或 者 用 LIMS 归 档 处 理 毛 细 管 电 泳 的 化 学 工 作 站 软 件 易 于 使 用 的 图 形 用 户 界 面 展 现 所 有 功 能, 方 法 设 置 功 能 明 显 改 善 45

46 Agilent 7100 毛 细 管 电 泳 系 统 CE 的 分 离 效 能 HPLC 的 灵 敏 度 毛 细 管 电 泳 由 于 高 效 和 高 分 离 度 快 速 分 析 样 品 和 溶 剂 用 量 少 的 特 点, 已 经 成 为 许 多 实 验 室 分 析 带 电 或 可 电 离 化 合 物, 以 及 极 性 化 合 物 的 成 熟 技 术 Agilent 7100 CE 系 统 可 以 实 现 各 种 CE 分 离 模 式, 包 括 毛 细 管 电 色 谱 和 CE-MS 其 灵 活 性 大 大 扩 展 其 在 各 个 行 业 的 应 用, 从 药 物 发 现 与 研 发 到 质 量 控 制 和 离 子 分 析 药 物 生 物 制 药 化 工 食 品 和 饮 料 法 医 分 析 环 境 分 析 杂 质 检 测 手 性 化 合 物 和 药 物 配 方 离 子 和 反 离 子 分 析 蛋 白 质 多 肽 寡 核 苷 酸 糖 聚 糖 代 谢 产 物 电 镀 池 质 量 保 证 测 试 有 机 酸 分 析 氨 基 酸 和 有 机 酸 测 定, 滥 用 药 物 筛 查 无 机 离 子 农 药 痕 量 有 机 物 分 析 安 捷 伦 为 您 的 毛 细 管 电 泳 应 用 助 一 臂 之 力! 作 为 我 们 的 一 站 式 CE 解 决 方 案 的 一 部 分, 安 捷 伦 提 供 各 种 仪 器 备 件 毛 细 管 和 试 剂 包 括 我 们 的 鼓 泡 池 毛 细 管 和 专 利 技 术 高 灵 敏 度 检 测 池, 以 延 长 线 性 动 态 范 围 并 提 高 灵 敏 度 安 捷 伦 的 高 灵 敏 度 检 测 池 可 提 高 10 倍 的 检 测 灵 敏 度, 扩 展 了 仪 器 的 线 性 检 测 范 围, 且 使 毛 细 管 的 更 换 更 容 易 46 如 需 了 解 有 关 Agilent 7100 CE 应 用 的 更 多 信 息, 请 访 问

47 药 物 化 合 物 中 的 痕 量 杂 质 分 析 具 有 世 界 一 流 灵 敏 度 的 7100 CE 系 统 允 许 检 测 相 当 于 主 峰 含 量 0.05% 的 杂 质 这 在 严 格 的 药 物 QA/QC 分 析 具 有 显 著 优 势 [mau] mau µM S/N=6 2.5mM mau 0.45 < 20 µau [min] [min] [min] [mau] 肝 素 的 快 速 高 分 离 度 CE 分 析 60 安 捷 伦 的 扩 展 光 程 毛 细 管 在 这 一 快 速 耐 50 用 的 药 物 质 量 保 证 方 法 中 为 检 测 肝 素 相 关 的 杂 质 提 供 了 显 著 的 灵 敏 度 优 势 40 A B [min] [mau] CE 是 离 子 色 谱 强 有 力 的 替 代 工 具 无 论 是 检 测 核 电 站 冷 却 系 统 的 金 属 腐 蚀, 还 是 检 测 饮 用 水 中 的 离 子 污 染 物,CE 都 是 一 个 更 快 速 更 简 便 和 更 环 保 的 解 决 方 案 我 们 还 可 提 供 间 接 UV 检 测 或 电 化 学 检 测 选 项 ( 见 第 6 页 的 合 作 伙 伴 解 决 方 案 ) [min] 47

48 Agilent 7100 毛 细 管 电 泳 系 统 经 验 丰 富 的 CE 和 CE/MS 合 作 伙 伴 过 去 15 年 以 来, 安 捷 伦 一 直 与 不 同 应 用 领 域 的 实 验 室 密 切 合 作, 以 开 发 更 快 更 好 的 CE 和 CE/MS 解 决 方 案 无 论 您 分 析 什 么, 也 无 论 您 的 应 用 是 什 么, 安 捷 伦 雄 厚 的 技 术 实 力, 加 上 我 们 丰 富 的 方 法 开 发 经 验 和 溶 液 试 剂 盒, 都 可 以 改 善 分 析 结 果, 提 高 您 实 验 室 的 工 作 效 率 同 一 供 货 商 完 全 集 成 的 CE/MS 解 决 方 案 CE/MS 将 CE 快 速 分 析 和 高 效 分 离 与 MS 可 提 供 分 子 量 和 结 构 信 息 的 优 势 结 合 在 一 起 与 其 他 厂 家 不 同, 安 捷 伦 提 供 完 全 集 成 的 解 决 方 案 所 有 系 统 部 件 来 自 同 一 供 货 商, 耐 用 的 ESI-CE-MS 接 口 可 用 于 连 接 所 有 的 安 捷 伦 6000 系 列 MS 系 统 当 然, 还 有 来 自 同 一 资 源 的 安 捷 伦 毛 细 管 电 泳 专 家 为 您 提 供 的 支 持 和 服 务 Agilent 7100 CE 系 统 可 与 所 有 安 捷 伦 6000 系 列 质 谱 仪 无 缝 连 接 质 谱 包 括 单 四 极 TOF Q-TOF 离 子 阱 ICP-MS 和 三 重 串 联 四 极 杆 系 统 安 捷 伦 的 即 插 即 用 样 品 引 入 系 统 无 需 费 时 的 微 调 谐,MS 入 口 的 独 特 设 计 使 得 CE 分 离 条 件 独 立 于 MS 的 操 作 条 件 48 如 需 了 解 有 关 Agilent 7100 CE/MS 解 决 方 案 的 更 多 信 息, 请 访 问

49 ESI 喷 雾 系 统 安 捷 伦 的 ESI 喷 雾 系 统 非 常 容 易 使 用 它 不 需 要 位 置 调 整, 操 作 非 常 简 单 和 稳 定 它 还 能 够 使 用 常 规 的 电 泳 缓 冲 液 或 添 加 剂, 比 如 磷 酸 盐 或 环 糊 精 蛋 白 质 和 聚 糖 分 析 了 解 抗 体 上 糖 的 结 构 是 评 价 其 治 疗 潜 力 的 关 键 CE/MS 是 高 灵 敏 度 高 分 离 度 重 现 性 好 快 速 分 析 复 杂 蛋 白 质 组 成 及 其 结 合 的 聚 糖 的 理 想 工 具 采 用 CE-LIF-TOF 解 决 方 案 ( 见 下 面 的 合 作 伙 伴 解 决 方 案 ) 能 够 发 现 从 抗 体 样 品 酶 切 下 来 的 聚 糖 种 类 RFU 50 LIF x 10 4 MS [min] 合 作 伙 伴 解 决 方 案 安 捷 伦 可 以 提 供 您 的 CE 应 用 所 需 的 合 适 的 检 测 器 7100 CE 系 统 具 有 集 成 的 A/D 转 换 器 的 接 口, 可 以 快 速 容 易 地 与 外 部 检 测 器 连 接 所 以, 除 了 安 捷 伦 自 己 的 内 置 二 极 管 阵 列 检 测 器 或 质 谱 仪, 您 还 可 以 从 安 捷 伦 的 合 作 伙 伴 那 里 得 到 激 光 诱 导 荧 光 或 电 导 检 测 器 : Picometrics 激 光 诱 导 荧 光 (LIF) 检 测 : Istech 电 化 学 检 测 49

50 如 果 您 的 实 验 室 将 来 要 有 一 台 CE 或 CE/MS 系 统, 奉 上 一 些 所 需 读 物 安 捷 伦 新 的 CE Discovery 工 具 包 包 含 丰 富 的 CE 基 本 读 物, 加 上 有 价 值 的 应 用 信 息 和 最 新 的 安 捷 伦 CE 和 CE/MS 产 品 文 献 这 些 都 是 您 选 择 下 一 台 ( 或 第 一 台 )CE 系 统 时 作 出 正 确 决 定 所 需 要 阅 读 的 要 得 到 您 的 免 费 副 本, 请 与 当 地 的 安 捷 伦 分 公 司 联 系 或 访 问 安 捷 伦 的 服 务 为 您 的 实 验 室 保 持 最 高 效 率 提 供 保 障 安 捷 伦 的 服 务 获 得 98% 的 用 户 满 意 度, 我 们 的 服 务 工 程 师 是 行 业 最 受 尊 重 的 和 最 训 练 有 素 的 无 论 您 需 要 单 机 支 持 或 多 个 实 验 室 多 个 供 货 商 仪 器 的 支 持, 我 们 都 可 以 帮 助 您 快 速 解 决 问 题, 延 长 您 的 正 常 工 作 时 间, 优 化 您 的 实 验 室 资 源 通 过 选 择 适 合 于 您 实 验 室 需 求 和 预 算 的 服 务 计 划, 我 们 可 以 提 供 : 现 场 预 防 性 维 护, 保 证 可 靠 的 系 统 操 作, 最 大 程 度 地 减 少 意 外 停 机 时 间 远 程 诊 断 和 监 控 功 能 给 您 增 加 了 额 外 的 正 常 运 行 时 间 保 障 对 安 捷 伦 和 非 安 捷 伦 的 仪 器 实 行 快 速 专 业 的 故 障 排 除 和 维 修 专 业 安 装, 现 场 培 训 和 高 级 培 训 可 使 您 尽 快 开 始 正 常 运 行, 保 证 您 从 新 的 安 捷 伦 仪 器 获 得 最 大 的 回 报 如 需 了 解 更 多 信 息 : 在 线 购 买 : 在 线 询 价 : 安 捷 伦 客 户 服 务 中 心 : 免 费 专 线 : ( 手 机 用 户 ) 联 系 我 们 : [email protected] 安 捷 伦 科 技 大 学 : 安 捷 伦 科 技 公 司 版 权 所 有, 年 5 月 4 日 中 国 印 刷 出 版 号 CHCN 50

51 1.1 数 据 采 集 硬 件 平 台 靶 向 代 谢 组 学 研 究 中 的 制 胜 法 宝 : LC/MS 系 统 :Agilent 6400 系 列 三 重 串 联 四 极 杆 液 质 联 用 仪

52 Agilent 6400 系 列 三 重 串 联 四 极 杆 液 质 联 用 仪 无 与 比 拟 的 灵 敏 度 提 高 分 析 结 果 质 量 不 管 是 选 择 可 靠 耐 用 的 6410 型 或 者 高 性 能 的 6460 型 三 重 串 联 四 极 杆 质 谱 仪, 您 都 可 以 获 得 高 灵 敏 度 和 高 分 析 效 率 的 结 果 已 被 业 界 广 泛 认 可 的 6410 三 重 串 联 四 极 杆 质 谱 仪 具 有 飞 克 级 的 灵 敏 度, 出 色 的 可 靠 性 以 及 易 操 作 性, 同 时 具 有 出 色 的 价 格 吸 引 力 带 有 安 捷 伦 喷 射 流 离 子 聚 焦 技 术 的 6460 串 联 四 极 杆 液 质 联 用 仪, 将 灵 敏 度 提 高 了 至 少 6 倍, 对 于 很 多 化 合 物 来 讲, 6460 串 联 四 极 杆 突 破 了 检 测 限 的 极 限 对 于 当 今 热 点 的 应 用,6460 串 联 四 极 杆 质 谱 仪 为 医 药 分 析, 环 境 样 品 中 痕 量 化 合 物 分 析 以 及 食 品 污 染 物 代 谢 物 和 生 物 标 记 物 的 检 测 提 供 了 最 高 的 灵 敏 度 全 新 的 6460 串 联 四 极 杆 质 谱 仪 比 前 一 代 串 联 质 谱 仪 的 灵 敏 度 提 高 了 至 少 6 倍 以 上, 是 业 界 同 类 质 谱 中 性 能 最 高 的 串 联 质 谱 仪 可 靠 耐 用 的 6410 和 6430 串 联 四 极 杆 质 谱 仪 具 有 飞 克 级 的 常 规 检 测 灵 敏 度 两 个 型 号 的 系 统 都 与 安 捷 伦 的 快 速 高 分 离 度 液 相 色 谱 (RRLC) 完 全 兼 容 52

53 降 低 检 测 限 和 定 量 限 有 很 多 种 方 法 来 测 量 灵 敏 度, 但 是 对 于 实 验 室 的 应 用, 只 有 一 种 可 以 信 任, 那 就 是 你 将 要 分 析 的 样 品 这 就 是 为 什 么 每 台 安 捷 伦 的 四 极 杆 质 谱 仪 都 可 以 满 足 最 严 格 的 安 装 要 求 来 确 保 每 天 每 个 样 品 的 分 析 都 可 以 获 得 所 期 望 的 灵 敏 度 飞 克 级 灵 敏 度 (femtogram) 适 合 各 种 应 用 最 高 的 离 子 化 效 率 和 离 子 传 输 效 率 保 证 了 最 低 的 检 测 限 和 定 量 限 快 速 多 组 分 化 合 物 同 时 定 量 分 析 利 用 150 MRM/ 秒 的 多 反 应 检 测 采 集 速 度 (MRM) 可 使 您 一 次 进 样 分 析 几 百 个 化 合 物 优 化 的 定 量 分 析 方 法 安 捷 伦 的 MassHunter 的 方 法 自 动 优 化 软 件 可 以 自 动 进 行 质 谱 参 数 的 优 化 以 获 得 最 高 灵 敏 度 创 新 的 动 态 多 反 应 监 测 (MRM) 软 件 可 基 于 化 合 物 的 保 留 时 间 自 动 创 建 和 更 新 离 子 碰 撞 参 数 使 得 分 析 方 法 的 建 立 更 加 简 单 并 确 保 获 得 一 致 的 离 子 统 计 数 据, 同 时 帮 助 您 获 得 最 好 的 定 量 结 果 6410 三 重 串 联 四 极 杆 质 谱 仪 的 性 能 升 级 为 了 使 您 应 对 更 加 严 格 的 分 析 挑 战,6430 三 重 串 联 四 极 杆 质 谱 可 以 使 分 析 灵 敏 度 提 高 两 倍 以 上 最 高 的 分 析 灵 敏 度 利 用 安 捷 伦 喷 射 流 离 子 聚 焦 技 术, 不 管 是 常 规 液 相 色 谱 或 者 液 相 色 谱 - 芯 片,6460 三 重 串 联 四 极 杆 质 谱 仪 可 以 提 供 业 界 同 等 质 谱 中 最 高 的 分 析 灵 敏 度 提 高 检 测 灵 敏 度 对 于 多 数 的 分 析,6410 三 重 串 联 四 极 杆 质 谱 可 以 提 供 出 色 的 性 能 全 新 的 6460 串 联 四 极 杆 质 谱 把 分 析 灵 敏 度 提 高 了 一 个 新 的 水 平 图 中 显 示 了 极 性 和 弱 极 性 化 合 物 的 离 子 效 率 和 解 离 效 率 提 高 而 导 致 的 灵 敏 度 提 高 的 范 围 大 大 提 高 实 验 室 的 分 析 效 率 Agilent 6460 串 联 四 极 杆 质 谱 具 有 您 所 期 望 的 采 集 速 度 和 数 据 分 析 速 度, 将 Agilent 1200 系 列 液 相 色 谱 的 优 势 发 挥 到 极 致 已 经 被 证 明 的 出 色 的 分 析 精 确 度 分 析 性 能 和 可 靠 性,Agilent 1200 系 列 液 相 色 谱 与 6460 串 联 四 极 杆 质 谱 完 全 兼 容, 助 您 获 得 出 色 的 分 析 结 果 耐 用 可 靠 的 硬 件 平 台 和 先 进 的 自 动 化 功 能 可 以 使 您 实 现 7 天 24 小 时 的 分 析 要 求 全 新 设 计 的 专 利 Porshell 分 离 色 谱 柱, 无 需 高 压 力 就 可 以 实 现 亚 二 微 米 色 谱 柱 的 快 速 高 分 离 度 性 能, 即 使 复 杂 的 血 浆 样 品 也 可 实 现 7 天 24 小 时 的 分 析 六 秒 钟 的 进 样 间 隔, 使 得 您 在 10 分 钟 内 完 成 96 孔 板 的 样 品 的 分 析, 真 正 实 现 了 高 通 量 的 样 品 分 析 如 需 有 关 Agilent 6400 系 列 三 重 串 联 四 极 杆 质 谱 系 统 的 更 多 信 息, 请 登 录 53

54 不断创新的四极杆技术 仅仅两年的时间 6400 系列串联四极杆质谱就为分析化学家和研究学者提供了许多分析性能的增强 分析灵敏度的提 高 快速极性切换 更快的多反应监测采集速度 以及全自动的分析方法优化软件 安捷伦将一如既往地提升四极杆质 谱的性能以保证您应对越来越严格的分析挑战 ᄣ ڦ ੨ 6460 串联四极杆质谱集成了安捷伦喷射流离子聚焦技术 改进的离子传输透镜和真空系统 使得其分析灵敏度达到 了亚飞克水平 这些技术创新包括 安捷伦喷射流离子聚焦技术大大提高分析灵敏度 宽质量范围四极杆和高精度射频控制提高了全质量范围 的离子分析性能 ഘ 阻抗镀白金毛细管提高了离子传输效率和极性切换速度 而不损失离子 ߛ ഘ ዊ ੨ ፊ ۉ უ 高效真空系统 配置双大抽速分子涡轮泵大大提高了离 子平均自由程 将离子传输效率最大化 从而提高灵敏度 安捷伦先进的六极杆碰撞反应池技术 消除背景噪音和 记忆效应 从而保证了痕量样品的准确定量分析结果 ඤ߅ሳഘ! ؽ ඤᅞ କหആ ڦ Đᄿ ᇸđ ᇘ! ፆ ᄣ றဦ 安捷伦喷射流离子聚焦技术是安捷伦技术创新的典型例子 配置喷射流离子 聚焦技术的 6460 串联四极杆质谱仪大大提高了雾化和去溶剂化效率 同时 减少了离子的发散 因此大大提高了进入到质谱的离子数量同时降低了背景 噪音 结果显著提高了信号响应 提高了在检测限水平的精密度 54 在安捷伦喷射流离子聚焦的 6460 串联四极杆质谱仪和常规电喷雾串联质谱 上分析 11 个农药残留的结果比较 对于抑霉唑 在鞘流气温度是 380 度时 其信号提高了 8 倍 对 11 个农药残留化合物 平均灵敏度提高了 5.8 倍 喷射流的温度可以根据要求进行优化

55 出 色 的 分 析 灵 敏 度 1.E+07 1.E+06 y=67.461x R 2 = E+05 1.E+04 1.E+03 1.E+02 1.E+01 无 以 伦 比 的 分 析 灵 敏 度 安 捷 伦 喷 射 流 离 子 聚 焦 6460 串 联 四 极 杆 质 谱 仪 突 破 了 飞 克 级 检 测 限 的 极 限 图 中 是 柱 上 进 样 量 为 500 纳 克 戊 茂 胺 的 分 析 灵 敏 度 结 果 Q1 和 Q3 都 设 定 为 单 位 质 量 数 分 辨 率 1.E , fg 定 量 线 性 范 围 可 达 到 5 个 数 量 级 安 捷 伦 喷 射 流 离 子 聚 焦 6460 串 联 四 极 杆 质 谱 仪 具 有 出 色 的 线 性 范 围, 具 有 从 500 ng 到 100 皮 克 5 个 数 量 级 的 线 性 范 围 液 相 色 谱 - 芯 片 / 质 谱 技 术 具 有 最 高 的 检 测 灵 敏 度 与 创 新 的 液 相 色 谱 - 芯 片 技 术 联 用 安 捷 伦 6460 串 联 质 谱 仪 与 其 完 全 兼 容 插 拔 式 的 色 谱 柱 技 术 彻 底 消 除 了 传 统 纳 流 液 相 色 谱 / 质 谱 的 不 足 从 微 量 样 品 的 多 肽 到 小 分 子 样 品 定 量 的 分 析, 液 相 色 谱 - 芯 片 /6460 串 联 质 谱 技 术 提 供 了 可 靠 而 高 灵 敏 度 的 分 析 结 果 对 于 10 飞 克 的 阿 托 品, 液 相 色 谱 - 芯 片 联 用 的 安 捷 伦 6460 串 联 四 极 杆 质 谱 仪 表 现 出 优 异 的 性 能 检 测 限 已 经 突 破 1 飞 克 的 极 限 如 需 有 关 Agilent 6400 系 列 三 重 串 联 四 极 杆 质 谱 系 统 的 更 多 信 息, 请 登 录 55

56 化 合 物 为 中 心 的 软 件 系 统 大 大 简 化 了 软 件 的 使 用 和 提 高 了 分 析 速 度 安 捷 伦 MassHunter 软 件 具 有 简 单 易 操 作 的 控 制 界 面, 化 合 物 为 中 心 的 数 据 处 理, 大 大 缩 短 了 原 始 数 据 与 最 终 报 告 之 间 的 进 程 简 化 了 分 析 方 法 建 立, 提 高 了 灵 敏 度 安 捷 伦 MassHunter 分 析 方 法 优 化 软 件 可 以 对 单 质 荷 比 的 小 分 子 化 合 物 和 多 价 态 的 肽 进 行 离 子 碰 撞 电 压 和 二 级 质 谱 碰 撞 能 量 参 数 的 自 动 优 化 独 一 无 二 的 连 续 注 射 进 样, 有 色 谱 柱 及 无 色 谱 柱 的 进 样 分 析 功 能 为 方 法 自 动 优 化 提 供 了 最 大 的 成 功 保 障 安 捷 伦 MassHunter 分 析 方 法 优 化 软 件 可 以 用 于 : 药 物 代 谢 动 力 学 研 究 和 ADME 的 应 用 食 品, 环 境 和 法 医 分 析 用 于 几 百 个 肽 的 多 反 应 监 测 (MRM) 的 生 物 标 记 物 确 认 分 析 安 捷 伦 MassHunter 分 析 方 法 优 化 软 件 可 以 自 动 对 每 个 化 合 物 进 行 离 子 的 碰 撞 反 应 电 压 和 二 级 质 谱 碰 撞 能 量 的 优 化, 从 而 简 化 分 析 方 法 建 立 和 提 高 分 析 方 法 的 性 能 56

57 快 速 而 方 便 地 定 量 分 析 安 捷 伦 MassHunter 工 作 站 可 以 进 行 方 便 快 速 地 定 量 数 据 的 处 理 和 报 告 定 量 软 件 将 包 括 免 参 数 积 分 功 能 的 积 分 计 算 和 报 告 完 美 地 结 合 在 一 起, 从 而 大 大 减 少 了 质 谱 数 据 处 理 时 人 为 干 预 的 繁 琐 工 作 MassHunter 定 量 分 析 软 件 - 简 单 易 用 对 于 多 化 合 物 的 批 处 理 数 据 分 析, 定 量 软 件 具 有 优 异 的 分 析 效 率, 包 括 诸 如 直 观 数 据 结 果 浏 览, 定 量 曲 线 拟 合, 定 量 结 果 动 态 链 接, 离 子 比 例 计 算 在 内 的 有 用 功 能 用 户 定 制 报 告 可 以 使 您 显 示 最 大 信 息 的 数 据 结 果 总 结 从 质 谱 分 析 数 据 提 取 关 键 信 息 可 以 帮 助 您 或 您 的 实 验 室 作 出 重 要 的 科 学 或 商 业 决 定 和 判 断 MassHunter 软 件 可 将 数 据 以 XML 和 微 软 的 Excel 以 及 客 户 定 制 宏 指 令 的 格 式 存 储 以 进 行 最 后 的 报 告 在 微 软 的 Excel 的 环 境 下, 可 以 生 成 各 种 应 用 报 告 模 板 或 客 户 定 制 报 告 模 板 Microsoft is a U.S. registered trademark of Microsoft Corporation 如 需 有 关 Agilent 6400 系 列 三 重 串 联 四 极 杆 质 谱 系 统 的 更 多 信 息, 请 登 录 57

58 更 低 的 检 测 限 和 定 量 限, 同 时 提 到 实 验 室 的 分 析 效 率 安 捷 伦 6400 系 列 串 联 四 极 杆 质 谱 仪 的 优 异 灵 敏 度 和 可 靠 性 帮 助 您 的 实 验 室 进 行 复 杂 样 品 中 的 痕 量 有 机 化 合 物 或 者 肽 的 分 析, 药 物 代 谢 物 定 量 分 析, 食 品 中 农 药 残 留 分 析 或 地 下 水 中 的 有 机 污 染 物 检 测 支 持 法 规 实 验 室 的 软 件 和 服 务 MassHunter 软 件 具 有 完 整 的 功 能 使 您 满 足 严 格 的 法 规 要 求, GLP/GMP 和 21 CFR Part 11 利 用 审 核 追 踪 多 用 户 登 录 安 全 保 障 用 户 权 限 设 置, 以 及 电 子 签 名 等, 软 件 可 以 使 您 的 在 严 格 的 法 规 要 求 条 件 下 轻 松 运 行 安 捷 伦 还 提 供 一 整 套 的 安 装 和 运 行 认 证 服 务, 从 而 大 大 缩 短 安 装 与 分 析 关 键 样 品 之 间 的 时 间 更 多 信 息 : 参 阅 : 查 找 当 地 的 安 捷 伦 客 户 中 心 : 安 捷 伦 客 户 服 务 中 心 : 免 费 专 线 : ( 手 机 用 户 ) 联 系 我 们 : [email protected] 在 线 询 价 : 安 捷 伦 科 技 大 学 : 仅 用 于 研 究 本 出 版 物 的 信 息 技 术 指 标 和 说 明 若 有 变 更, 恕 不 另 行 通 知 安 捷 伦 科 技 对 于 本 材 料 可 能 的 错 误 或 使 用 本 材 料 所 造 成 的 事 故 或 相 关 损 害 不 负 任 何 责 任 安 捷 伦 科 技 公 司, 年 2 月 3 日, 中 国 印 刷 CHCN 58

59 1.1 数 据 采 集 硬 件 平 台 靶 向 代 谢 组 学 研 究 中 的 制 胜 法 宝 : GC/MS 系 统 :Agilent 7000B 三 重 串 联 四 极 杆 气 质 联 用 仪

60 Agilent 7000B 三 重 串 联 四 极 杆 气 质 联 用 仪 卓 越 的 灵 敏 度 和 选 择 性 以 及 日 复 一 日 的 可 靠 性 安 捷 伦 新 推 出 的 7000B 三 重 串 联 四 极 杆 GC/MS 联 用 仪 提 供 了 先 进 的 高 速 气 相 色 谱 / 质 谱 / 质 谱 定 量 分 析, 可 用 于 最 复 杂 样 品 的 超 痕 量 分 析 先 进 的 工 程 设 计 使 其 使 用 方 便, 并 具 有 更 高 的 性 能, 是 世 界 上 第 一 款 专 为 气 相 色 谱 分 析 设 计 的 MS/MS 三 重 串 联 四 极 杆 分 析 仪 完 美 地 补 充 了 业 界 领 先 的 Agilent 7890A 气 相 色 谱 仪 的 前 端 分 离 能 力 由 于 有 新 的 进 样 操 作 选 件 和 突 破 性 的 微 板 流 控 技 术, 通 过 强 有 力 的 组 合 就 可 以 快 速 而 高 效 地 处 理 最 具 挑 战 性 的 分 析 任 务 帮 助 实 验 室 获 得 最 高 灵 敏 度 最 长 正 常 运 行 时 间 和 最 大 分 析 效 率 Agilent 7000B 三 重 串 联 四 极 杆 气 质 联 用 仪 具 有 业 界 领 先 的 可 靠 性, 对 复 杂 基 质 样 品 分 析 可 达 fg 级 灵 敏 度 60

61 业 界 领 先 的 灵 敏 度 和 选 择 性 无 论 您 是 分 析 食 品 和 水 中 的 农 药 残 留, 还 是 复 杂 生 物 基 质 中 的 滥 用 药 物, 或 者 是 环 境 样 品 中 的 污 染 物, 您 都 需 要 一 致 的 超 痕 量 检 测 限 分 析 信 号 必 须 最 大 化 ; 而 所 有 的 噪 音 都 尽 可 能 降 到 最 低, 因 此 7000B 的 每 一 个 组 件 离 子 源 四 极 杆 碰 撞 池 以 及 检 测 器 都 进 行 了 优 化 飞 克 级 (10-15 ) 检 测 限 和 定 量 限 超 低 噪 音 水 平 优 异 的 选 择 性 更 快 的 分 析, 更 高 的 分 析 通 量 多 化 合 物 筛 选 方 法 对 气 相 色 谱 / 质 谱 / 质 谱 联 用 系 统 的 电 子 器 件 离 子 传 输 离 子 解 离 以 及 固 件 和 软 件 都 有 严 格 的 要 求 即 使 是 在 1 毫 秒 的 驻 留 时 间 和 每 秒 500 transitions( 同 时 确 保 碰 撞 反 应 池 无 记 忆 效 应 ) 的 采 集 速 度 下,7000B 都 保 持 了 优 越 的 灵 敏 度 和 精 确 度 现 在, 您 将 能 够 对 数 百 种 分 析 物 进 行 筛 选 和 定 量, 并 增 加 更 多 的 功 能 以 满 足 新 方 法 的 要 求 日 复 一 日 的 可 靠 运 行 和 简 便 耐 用 的 操 作 几 十 年 来, 在 全 球 成 千 上 万 的 实 验 室, 安 捷 伦 的 MSD 解 决 方 案 由 于 其 可 靠 性 和 无 障 碍 操 作 而 获 得 了 传 奇 般 的 声 誉 7000B 系 统 先 进 的 设 计 包 含 了 专 为 GC/MS 应 用 而 设 计 并 已 被 证 实 具 有 高 可 靠 性 的 安 捷 伦 技 术, 且 所 有 新 的 元 件 都 遵 循 同 样 严 格 的 工 程 标 准 因 此 获 得 了 一 个 独 特 的 组 合 最 稳 定 的 气 相 色 谱, 性 能 最 优 异 的 MS/MS 分 析 以 及 功 能 最 强 大 的 软 件 7890A 气 相 色 谱 新 组 件 新 型 7693 自 动 进 样 器 新 型 多 模 式 进 样 口 ( 不 分 流 程 序 升 温 汽 化 分 流 ) 以 及 高 效 反 吹 功 能 可 以 将 大 量 目 标 化 合 物 传 输 至 MS, 同 时 避 免 样 品 当 中 高 沸 点 基 质 对 整 个 系 统 的 污 染 新 型 高 灵 敏 度 EI 离 子 源 更 多 的 母 离 子 进 入 到 四 极 杆 中 可 提 高 信 噪 比 和 精 度 离 子 源 全 惰 性 材 质 没 有 涂 层 和 高 达 350ºC 的 可 编 程 温 度 程 序 确 保 了 分 析 复 杂 基 质 时 稳 定 的 兼 容 性 正 / 负 化 学 离 子 (CI) 源 化 学 电 离 (CI) 的 高 分 子 离 子 强 度 为 质 谱 / 质 谱 分 析 提 供 了 理 想 的 前 体 离 子 基 于 5975C 质 谱 仪 (MSD) 稳 定 的 高 灵 敏 度 源, 正 / 负 化 学 离 子 源 提 供 了 无 故 障 的 化 学 电 离 性 能 热 石 英 双 曲 面 四 极 杆 高 温 对 于 离 子 源 非 常 重 要, 对 四 极 杆 分 析 器 也 是 如 此 安 捷 伦 的 镀 金 双 曲 面 石 英 四 极 杆 是 唯 一 的 可 被 加 热 到 200ºC 而 没 有 任 何 分 辨 率 或 灵 敏 度 损 失 的 分 析 器 独 创 的 六 极 杆 碰 撞 反 应 池 技 术 高 效 解 离 宽 谱 离 子 传 输 无 记 忆 效 应 和 新 型 氦 气 淬 灭 降 噪 所 有 这 些 均 有 利 于 高 性 能 MS/MS 分 析 Agilent MassHunter 软 件 从 简 单 省 时 的 自 动 调 谐 到 一 览 全 貌 预 览, 再 到 可 定 制 的 Excel 报 告,MassHunter 软 件 使 您 的 气 相 色 谱 / 质 谱 / 质 谱 联 用 仪 的 效 率 达 到 最 高 有 关 Agilent 7000B 三 重 串 联 四 极 杆 气 质 联 用 仪 的 更 多 资 讯, 请 访 问 : 61

62 气 相 色 谱 / 质 谱 / 质 谱 联 用 仪 的 卓 越 性 能 源 自 世 界 上 最 佳 的 气 相 色 谱 仪 气 相 色 谱 / 质 谱 / 质 谱 仪 的 选 择 性 是 进 行 复 杂 基 质 样 品 分 析 的 强 有 力 的 工 具, 但 它 的 全 部 价 值 必 须 通 过 气 相 色 谱 进 样 口 和 色 谱 柱 的 精 确 稳 定 操 作 来 实 现 由 于 样 品 复 杂 性 的 增 加, 前 端 分 离 性 能 变 得 更 加 重 要, 并 且 气 相 色 谱 必 须 能 够 提 供 如 下 功 能 : 精 确 进 样, 不 存 在 由 于 进 样 量 大 小 不 同 而 产 生 的 质 量 歧 视 效 应 精 确 分 离, 不 存 在 由 于 样 品 基 质 对 色 谱 柱 选 择 性 的 影 响 而 造 成 的 保 留 时 间 的 太 大 变 化 Agilent 7890 气 相 色 谱 满 足 所 有 这 些 要 求 并 为 您 最 困 难 的 质 谱 / 质 谱 分 析 提 供 始 终 如 一 的 高 效 分 离 当 然, 还 包 括 业 界 领 先 的 安 捷 伦 的 可 靠 性 Agilent 7693A 自 动 液 体 进 样 器 为 您 的 气 相 色 谱 仪 注 入 更 高 的 效 率 除 了 安 捷 伦 独 创 的 快 速 注 射 技 术 和 扩 展 的 150 个 样 品 瓶 容 量, 全 新 的 进 样 器 在 各 方 面 增 强 了 仪 器 的 各 种 功 能, 如 三 明 治 式 注 射 使 用 了 多 达 3 层 的 空 气 间 隙 如 果 添 加 第 二 个 注 射 器 和 加 热 器 / 混 合 器 / 条 形 码 读 取 器,7693A 就 成 为 一 个 多 功 能 的 样 品 制 备 站, 可 自 动 化 完 成 许 多 操 作 任 务 62

63 安 捷 伦 的 微 板 流 路 控 制 技 术 使 色 谱 柱 反 吹 变 得 更 为 简 单 复 杂 的 基 质 为 气 相 色 谱 / 质 谱 / 质 谱 分 析 带 来 一 系 列 的 问 题 : 影 响 分 离 效 率 缩 短 色 谱 柱 使 用 寿 命 以 及 降 低 离 子 源 性 能 反 吹 当 最 后 的 目 标 化 合 物 洗 脱 后 立 即 使 载 气 反 相 流 动 可 以 大 大 改 善 您 的 分 析 结 果 并 最 大 限 度 地 提 高 您 的 气 相 色 谱 / 质 谱 / 质 谱 联 用 仪 的 投 资 回 报 率 用 带 吹 扫 的 Ultimate Union 反 吹 这 种 新 型 超 高 惰 性 重 量 轻 低 死 体 积 的 设 备 保 证 了 最 佳 峰 形 和 对 最 难 分 析 的 化 合 物 的 响 应 安 捷 伦 新 颖 的 微 板 流 路 控 制 技 术 降 低 了 柱 反 吹 的 复 杂 程 度, 使 得 这 项 先 进 技 术 能 够 简 单 常 规 地 应 用 于 任 何 气 相 色 谱 / 质 谱 联 用 实 验 室 1 安 捷 伦 微 板 流 路 控 制 中 反 吹 的 益 处 消 除 了 长 时 间 的 高 温 烘 烤, 从 而 延 长 了 色 谱 柱 的 寿 命 减 少 了 柱 流 失 和 高 沸 点 组 分 进 入 到 质 谱 仪, 从 而 降 低 了 离 子 源 清 洗 次 数 消 除 了 交 叉 污 染 及 由 其 造 成 的 色 谱 柱 选 择 性 的 改 变, 从 而 提 高 了 保 留 时 间 精 度 减 少 烘 烤 ( 在 某 些 配 置 下, 烘 烤 甚 至 要 在 分 析 完 成 之 前 开 始 ), 从 而 提 高 了 样 品 分 析 效 率 反 吹 保 持 了 灵 敏 度 在 全 血 的 脂 质 过 氧 化 产 物 分 析 中, 不 进 行 反 吹 导 致 了 灵 敏 度 的 迅 速 损 失 反 吹 不 仅 消 除 了 灵 敏 度 降 低, 而 且 由 于 整 个 系 统 烘 烤 更 完 全, 实 际 上 是 使 系 统 慢 慢 得 到 改 善 2 多 模 式 进 样 口 现 在, 安 捷 伦 的 星 型 分 流 / 不 分 流 进 样 口 的 性 能 通 过 添 加 两 种 进 样 模 式 而 得 到 完 美 的 补 充 : 冷 不 分 流 和 具 有 更 高 灵 敏 度 或 最 高 灵 敏 度 的 大 体 积 注 射 (LVI) 软 件 可 以 计 算 出 合 适 的 进 样 口 参 数, 因 此 设 置 非 常 容 易 1 产 品 简 介 CHCN: 缩 短 运 行 时 间 和 提 高 实 验 室 分 析 通 量 微 板 流 路 控 制 技 术 的 反 吹 2 应 用 摘 要 EN: 在 气 / 质 联 用 仪 中 使 用 微 板 流 路 控 制 技 术 : 用 快 速 反 吹 清 除 样 品 基 质 考 察 简 单 的 三 通 配 置 对 稳 定 分 析 的 影 响 效 果 有 关 Agilent 7000B 三 重 串 联 四 极 杆 气 质 联 用 仪 的 更 多 资 讯, 请 访 问 : 63

64 专 为 气 相 色 谱 设 计 的 先 进 的 质 谱 / 质 谱 技 术 在 分 离 的 最 后 阶 段 从 气 相 色 谱 柱 中 流 出 的 高 沸 点 分 子 对 离 子 源 和 质 量 分 析 器 提 出 了 特 殊 的 要 求 实 际 上, 对 于 通 常 采 用 GC/MS/MS 法 分 离 的 复 杂 基 质 样 品, 其 高 沸 点 组 分 的 浓 度 往 往 会 污 染 质 谱 仪 安 捷 伦 的 7000B 系 统 是 唯 一 专 为 200ºC 高 温 工 作 环 境 设 计 的 质 谱 / 质 谱 仪 由 于 四 极 杆 在 高 温 度 高 真 空 下 恒 定, 即 使 对 高 沸 点 及 复 杂 的 样 品 分 析, 它 也 能 保 持 干 净 状 态, 消 除 频 繁 费 时 的 维 护 并 确 保 质 量 分 析 器 具 有 最 好 的 性 能 石 英 超 低 的 膨 胀 系 数 使 得 在 加 热 四 极 杆 时 也 不 会 发 生 尺 寸 的 较 大 变 化 同 时 也 不 会 造 成 离 子 传 输 损 失 和 分 辨 率 损 失 因 此, 即 使 经 过 多 年 对 复 杂 样 品 的 高 通 量 分 析, 安 捷 伦 的 热 石 英 分 析 器 仍 然 无 需 维 护 新 型 Extraction EI 或 PCI/NCI 离 子 源 镀 金 加 热 石 英 双 曲 面 四 极 杆 高 压 氦 气 淬 灭 六 极 杆 碰 撞 室 新 型 ramped-iris 检 测 器 差 分 泵 64

65 为 气 相 色 谱 应 用 优 化 的 碰 撞 反 应 池 Extractor 离 子 源 带 Ramped Iris 检 测 器 由 于 多 反 应 监 测 (MRM) 过 程 基 本 上 消 除 了 所 有 化 学 品 的 噪 音, 来 自 于 高 能 亚 稳 态 氦 的 中 性 噪 音 成 为 气 相 色 谱 / 质 谱 / 质 谱 联 用 仪 的 主 要 噪 音 来 源 安 捷 伦 的 工 程 师 首 先 从 经 验 证 的 6400 系 列 液 相 色 谱 / 质 谱 / 质 谱 联 用 仪 的 碰 撞 反 应 池 设 计, 并 开 始 为 气 相 色 谱 应 用 重 新 调 整 尺 寸 和 电 压 他 们 还 增 加 了 新 式 氦 气 淬 灭 技 术, 就 是 在 氮 气 碰 撞 气 中 混 合 入 一 个 低 流 量 的 补 充 氦 气 流 这 就 可 以 实 现 高 效 分 离 快 速 重 新 聚 焦 子 离 子 和 碰 撞 池 的 快 速 清 洗 ( 无 记 忆 效 应 ), 以 及 显 著 降 低 了 中 性 噪 音 标 准 离 子 源 和 检 测 模 式 新 型 EI 离 子 源 和 检 测 器 提 高 了 质 谱 灵 敏 度 灵 敏 度 在 整 个 质 量 范 围 内 得 到 了 提 高, 甚 至 包 括 检 测 下 限 测 量 得 到 的 碰 撞 反 应 池 清 洗 时 间 不 超 过 1 毫 秒, 确 保 碰 撞 反 应 池 无 记 忆 效 应 ( 请 索 取 海 报 拷 贝 : 美 国 质 谱 学 会 2009 年 海 报 MPZ 656: 高 速 定 量 气 相 色 谱 / 质 谱 / 质 谱 的 数 据 采 集 ) 驻 留 时 间 ( 毫 秒 ) # Transitions 分 析 时 间 MRM/ 秒 n 平 均 峰 面 积 峰 面 积 标 准 偏 差 高 精 度, 高 精 度, 高 精 度 缺 乏 精 确 度 的 灵 敏 度 会 导 致 不 可 接 受 的 MRM 比 和 差 的 定 量 结 果 由 于 质 谱 / 质 谱 基 线 噪 音 趋 近 于 零, 信 噪 比 (S / N) 几 乎 变 成 了 一 个 毫 无 意 义 的 性 能 衡 量 标 准 ; 在 超 低 噪 音 条 件 下, 峰 响 应 值 的 相 对 标 准 偏 差 (RSD) 是 一 个 更 好 的 基 准 即 使 是 在 驻 留 时 间 低 至 1 毫 秒 或 2 毫 秒 的 条 件 下,7000B 也 为 您 提 供 了 基 本 精 度 以 便 于 您 做 出 准 确 的 定 性 和 定 量 分 析 的 决 定 ( 样 品 :10 ppb 戊 炔 草 胺 ) % 相 对 标 准 偏 差 2.5% 5.1% 3.8% 4.2% 4.1% 有 关 Agilent 7000B 三 重 串 联 四 极 杆 气 质 联 用 仪 的 更 多 资 讯, 请 访 问 : 65

66 Agilent MassHunter 软 件 帮 助 您 充 分 利 用 每 一 个 分 析 和 每 个 工 作 日 MassHunter 软 件 无 缝 集 成 了 数 据 采 集 分 析 和 报 告, 并 且 即 使 是 非 仪 器 专 家 也 能 轻 易 掌 握 Agilent 7000B 三 重 串 联 四 极 杆 气 质 联 用 仪 的 先 进 功 能 MassHunter 工 具 的 强 大 组 合 能 更 快 地 提 供 精 确 的 结 果, 使 您 能 够 分 析 更 多 的 样 品 而 只 需 较 少 的 数 据 浏 览 其 突 出 功 能 包 括 : 动 态 多 反 应 监 测 ( 将 于 2010 年 第 一 季 度 推 出 ) 和 优 化 程 序 简 化 了 方 法 的 建 立 以 样 品 为 导 向, 以 化 合 物 为 中 心 的 数 据 浏 览 和 数 据 处 理 功 能 快 速 一 览 全 貌 的 数 据 浏 览 功 能 易 于 使 用 的 气 相 色 谱 / 质 谱 峰 的 无 参 数 设 置 积 分 功 能 用 户 可 选 的 20 多 种 标 准 用 于 异 常 值 检 测 基 于 Microsoft Excel XML 的 定 制 报 告 功 能 可 对 其 它 质 谱 仪 和 气 相 色 谱 检 测 器 的 数 据 进 行 处 理 MassHunter 软 件 除 了 支 持 7000B 质 谱 / 质 谱 仪 的 先 进 功 能 外, 还 支 持 传 统 的 气 相 色 谱 / 质 谱 分 析 : 支 持 7000 系 列 系 统 中 气 相 色 谱 检 测 器 数 据 的 采 集 / 处 理, 以 及 质 谱 数 据 的 分 析 使 用 NIST Wiley 和 安 捷 伦 保 留 时 间 锁 定 (RTL) 谱 库 进 行 EI 谱 库 检 索 使 用 集 成 的 解 卷 积 工 具 保 留 指 数 数 据 和 RTL 数 据 库 对 未 知 物 进 行 高 级 分 析 处 理 单 一 界 面 的 仪 器 控 制 和 数 据 采 集 任 何 一 位 安 捷 伦 气 质 联 用 仪 的 用 户 都 会 很 快 熟 悉 MassHunter 软 件 的 仪 器 控 制 面, 所 以 从 您 使 用 的 第 一 天 开 始 您 就 具 备 了 生 产 的 权 利 在 安 捷 伦 所 有 的 质 谱 平 台, 包 括 气 相 色 谱 / 质 谱 液 相 色 谱 / 质 谱 和 电 感 耦 合 等 离 子 体 - 质 谱 系 统 上 使 用 一 致 的 软 件 有 助 于 缩 短 学 习 周 期, 降 低 培 训 费 用 66

67 带 异 常 值 检 测 的 一 览 全 貌 预 览 功 能 颜 色 编 码 的 异 常 值 检 测 赋 予 了 数 据 灵 活 的 电 子 表 格 组 织 功 能, 可 以 提 示 您 注 意 需 要 进 一 步 检 查 的 结 果 点 击 结 果 以 及 所 有 相 关 的 峰, 可 立 即 显 示 谱 图 和 校 准 数 据 大 多 数 的 数 据 都 能 弹 出 相 关 的 数 据 信 息 使 用 工 具 按 钮 添 加 表 格 和 图 形 从 XML 结 果 中 拖 放 数 据 列 用 不 同 颜 色 标 记 异 常 值 打 印 预 览 使 用 Excel 数 字 格 式 使 用 Excel 来 设 置 页 眉 和 页 脚 灵 活 完 全 可 自 定 义 的 报 告 功 能 MassHunter 软 件 利 用 XML 和 Microsoft Excel 提 供 强 大 的 报 告 功 能 在 这 种 类 似 于 Excel 的 环 境 中, 可 以 使 用 适 用 范 围 广 的 特 定 应 用 模 板 或 自 定 义 的 报 告 有 关 Agilent 7000B 三 重 串 联 四 极 杆 气 质 联 用 仪 的 更 多 资 讯, 请 访 问 : 67

68 先 进 的 气 相 色 谱 和 质 谱 / 质 谱 技 术 为 日 常 分 析 带 来 高 性 能 质 谱 / 质 谱 技 术 经 常 应 用 于 要 求 恒 定 超 低 检 测 限 基 质 非 常 复 杂 的 样 品 分 析 多 目 标 化 合 物 筛 选 法 如 食 品 中 农 药 残 留 检 测 生 物 体 液 中 的 药 物 检 测 以 及 土 壤 和 水 中 的 环 境 污 染 物 检 测 已 在 许 多 文 献 所 采 用 的 方 法 中 占 据 了 主 导 地 位 但 常 常 被 忽 视 的 是,MS/MS 分 析 比 任 何 选 择 离 子 检 测 (SIM) 法 更 具 有 优 势, 并 得 到 更 好 的 定 性 与 定 量 结 果 其 优 势 包 括 : 消 除 了 子 离 子 光 谱 区 域 中 的 化 学 和 中 性 噪 音 产 生 比 SIM 还 低 的 检 测 限 提 高 了 产 生 更 独 特 ( 更 高 选 择 性 ) 的 子 离 子 的 概 率 比 选 择 离 子 检 测 得 到 更 少 的 假 阴 性 和 假 阳 性 结 果 对 于 复 杂 样 品, 甚 至 是 强 基 质 峰 中 的 同 位 素 离 子 (A+1, A+2 等 等 ) 都 有 可 能 会 对 选 择 离 子 检 测 法 造 成 干 扰 质 谱 / 质 谱 技 术 提 供 了 比 选 择 离 子 检 测 低 的 检 测 限, 从 而 消 除 了 干 扰 源 Abundance SIM Counts x Ratio=23.3 MRM MRM S/N = Time Aquisition Time (min) Abundance Time Counts x Ratio= Aquisition Time (min) S/N = 456 Abundance Time Counts x Ratio= Aquisition Time (min) S/N = 260 与 基 质 无 关 的 质 谱 / 质 谱 分 析 获 得 一 致 性 结 果 采 用 Agilent J&W HP-5ms 超 高 惰 性 色 谱 柱 分 析 加 入 10 ppb 的 p,p - DDE 进 样 均 为 1 微 升 选 择 离 子 检 测 m/z 246 多 反 应 监 测 transition 为 应 用 摘 要 CHCN: 安 捷 伦 三 重 串 联 四 极 杆 气 质 联 用 仪 分 析 175 种 农 药 残 留 68

69 1 ng/ml * * * * ng/ml * * * * 河 水 中 多 环 芳 烃 检 测 的 卓 越 灵 敏 度 上 图 : 上 样 3 皮 克 多 环 芳 烃 (PAH) 的 标 准 混 合 物 下 图 : 河 水 样 品 中 多 环 芳 烃 的 浓 度 为 ppb, 或 柱 上 fg 从 EI-MRM 分 析 重 建 总 离 子 流 色 谱 图 (RTICC) NCI 模 式 / 氨 气 条 件 下, 四 氢 大 麻 酚 酸 的 超 痕 量 定 量 重 建 多 反 应 监 测 (MRM) 色 谱 图 以 获 得 羧 基 - 四 氢 大 麻 酚 - 三 氟 乙 酸 衍 生 物 (1 皮 克 样 品 ; 柱 上 40fg) 的 标 准 物 定 量 transition 为 m/z , 而 定 性 transition 为 m/z ( 定 量 transition 峰 面 积 的 22%) 如 需 更 多 有 关 MS / MS 分 析 的 信 息, 包 括 在 水 果 蔬 菜 生 物 婴 儿 奶 粉 中 药 体 液 水 和 空 气 基 质 中 农 药 多 氯 联 苯 硝 基 多 环 芳 烃 有 机 锡 三 聚 氰 胺 药 物 筛 选 多 溴 联 苯 醚 阻 燃 剂 类 固 醇 以 及 其 它 化 合 物 的 质 谱 / 质 谱 分 析, 请 与 安 捷 伦 分 公 司 联 系 或 访 问 安 捷 伦 网 站 质 谱 / 质 谱 分 析 的 选 择 性 和 灵 敏 度 可 以 提 高 您 的 工 作 效 率 质 谱 / 质 谱 分 析 的 另 一 个 实 用 方 面 就 是 : 质 谱 / 质 谱 分 析 的 选 择 性 和 灵 敏 度 能 够 让 您 调 整 工 作 流 程 的 其 它 方 面, 以 提 高 您 实 验 室 的 工 作 效 率 例 如 : 质 谱 / 质 谱 的 灵 敏 度 可 以 允 许 柱 上 上 样 量 更 少, 对 进 样 口 色 谱 柱 和 离 子 源 需 要 更 少 的 维 护 质 谱 / 质 谱 的 选 择 性 使 样 品 制 备 的 工 作 量 更 少 允 许 使 用 更 短 分 离 度 相 对 低 的 色 谱 柱, 进 行 快 速 分 析 和 更 快 的 烘 烤 或 反 吹 峰 积 分 更 快 更 简 便, 从 而 简 化 了 数 据 预 览, 获 得 更 可 信 的 分 析 结 果 事 实 上, 对 许 多 实 验 室,MS/MS 的 高 效 率 能 够 在 购 买 仪 器 的 第 一 年 就 能 补 偿 GC/MS/MS 的 价 格 差 异, 安 捷 伦 为 7000B 系 统 提 供 10 年 的 支 持 服 务! 有 关 Agilent 7000B 三 重 串 联 四 极 杆 气 质 联 用 仪 的 更 多 资 讯, 请 访 问 : 69

70 Agilent J&W 超 高 惰 性 色 谱 柱 确 保 您 获 得 更 快 更 好 的 气 / 质 联 用 分 析 结 果 安 捷 伦 公 司 的 新 型 超 高 惰 性 气 相 色 谱 柱 系 列 是 专 为 满 足 气 相 色 谱 / 质 谱 / 质 谱 分 析 的 需 求 而 开 发 它 们 具 有 极 低 的 柱 流 失 和 最 高 柱 惰 性 能 够 为 检 测 器 提 供 的 分 析 物 量 最 大, 使 活 性 化 合 物 获 得 更 好 的 峰 形, 更 快 的 基 线 稳 定 以 降 低 平 衡 时 间, 以 及 出 色 的 热 稳 定 性 以 降 低 仪 器 停 机 时 间 安 捷 伦 认 证 的 质 谱 消 耗 品 保 证 日 常 的 仪 器 维 护 安 捷 伦 的 毛 细 管 色 谱 柱 密 封 圈 O 形 圈 和 进 样 隔 垫 独 特 包 装 便 于 保 持 清 洁 以 备 随 时 使 用 专 有 的 非 粘 性 等 离 子 预 处 理 的 进 样 隔 垫 和 预 清 洁 的 O 形 圈 使 维 护 更 加 快 捷 和 方 便 不 会 因 为 进 样 隔 垫 表 面 的 残 留 而 导 致 非 计 划 性 维 护, 并 缩 短 维 护 后 的 烘 烤 时 间, 这 一 切 都 可 以 帮 助 您 在 更 短 的 时 间 里 重 新 开 始 样 品 分 析 查 找 当 地 的 安 捷 伦 客 户 中 心 : 安 捷 伦 客 户 服 务 中 心 : 免 费 专 线 : ( 手 机 用 户 ) 联 系 我 们 : [email protected] 在 线 询 价 : 安 捷 伦 科 技 大 学 : 安 捷 伦 的 专 业 服 务 保 证 您 的 实 验 室 获 得 最 佳 的 效 率 安 捷 伦 的 服 务 工 程 师 具 有 98% 的 客 户 满 意 度, 是 业 界 最 受 尊 敬 和 最 训 练 有 素 的 服 务 人 员 无 论 您 是 需 要 对 单 台 或 是 多 实 验 室 的 仪 器 的 支 持, 安 捷 伦 都 可 以 助 您 快 速 解 决 问 题, 延 长 仪 器 正 常 运 行 时 间, 优 化 您 实 验 室 的 资 源 现 场 维 护 服 务, 保 证 仪 器 的 正 常 运 行 以 减 少 非 计 划 性 停 机 仅 限 研 究 使 用 本 文 中 的 信 息 说 明 和 规 格, 如 有 变 更, 恕 不 另 行 通 知 安 捷 伦 公 司 对 本 材 料 中 可 能 存 在 的 错 误 或 有 关 装 备 性 能 或 使 用 这 一 材 料 而 带 来 的 意 外 伤 害 和 问 题 不 负 任 何 责 任 安 捷 伦 科 技 公 司, 年 10 月 1 日 中 国 印 刷 CHCN 远 程 诊 断 和 监 控 功 能 可 以 提 供 额 外 的 仪 器 正 常 运 行 保 障 为 安 捷 伦 仪 器 提 供 快 速 的 专 家 故 障 诊 断 和 维 修 专 业 的 安 装 现 场 培 训 和 高 阶 培 训 可 以 使 您 在 最 短 的 时 间 里 操 作 仪 器 70

71 1.2 生 物 信 息 学 软 件 系 统 安 捷 伦 代 谢 组 学 软 件 概 述

72 1.2 生 物 信 息 学 软 件 系 统 安 捷 伦 代 谢 组 学 软 件 概 述 用 于 代 谢 组 学 数 据 分 析 各 步 骤 的 软 件 工 具 代 谢 组 学 呈 现 出 重 大 的 分 析 挑 战 安 捷 伦 科 技 提 供 强 大 的 软 件 工 具 来 解 决 代 谢 谱 分 析 鉴 定 定 量 和 统 计 分 析 的 难 题 通 过 两 款 针 对 GC/MS 和 LC/MS 代 谢 物 提 取 设 计 的 解 卷 积 程 序 以 及 用 于 代 谢 物 检 索 的 METLIN 个 人 数 据 库 和 GeneSpring MS 平 台 提 供 的 一 系 列 统 计 分 析 工 具, 安 捷 伦 提 供 了 全 方 位 的 软 件 解 决 方 案, 能 够 将 原 始 代 谢 组 学 数 据 转 化 为 有 用 的 生 物 学 结 果 将 代 谢 组 学 数 据 转 化 为 结 果 代 谢 组 学 正 迅 速 发 展 为 大 规 模 表 达 谱 分 析 和 蛋 白 质 组 学 研 究 的 必 要 补 充 然 而, 代 谢 组 学 在 获 得 最 终 结 果 方 面 面 临 巨 大 的 挑 战 包 含 大 量 不 同 化 学 结 构 代 谢 物 的 样 品 通 常 需 要 特 殊 的 分 析 方 法 此 外, 对 大 量 样 品 进 行 研 究 需 要 强 大 的 数 据 分 析 能 力 除 了 上 述 挑 战, 代 谢 组 学 数 据 分 析 通 常 包 含 若 干 步 骤, 每 一 步 都 需 要 特 殊 的 软 件 工 具 因 此, 亟 需 能 够 进 行 特 征 提 取 特 征 定 位 标 准 化 统 计 分 析 和 鉴 定 的 高 效 工 具 解 卷 积 ( 特 征 提 取 ) 特 征 定 位 数 据 标 准 化 统 计 分 析 代 谢 物 鉴 定 完 成 数 据 采 集 后, 代 谢 组 学 数 据 分 析 通 常 包 含 以 下 几 个 步 骤 特 征 提 取 特 征 定 位 数 据 标 准 化 统 计 分 析 和 代 谢 物 鉴 定 每 一 步 都 需 要 用 软 件 处 理 来 自 复 杂 样 品 的 大 量 数 据 72

73 产 品 通 讯 安 捷 伦 代 谢 组 学 软 件 安 捷 伦 科 技 提 供 有 效 的 软 件 工 具 来 应 对 代 谢 谱 分 析 鉴 定 定 量 和 统 计 分 析 方 面 的 挑 战 通 过 专 为 代 谢 物 提 取 设 计 的 解 卷 积 程 序 用 于 代 谢 物 检 索 的 METLIN 个 人 数 据 库 和 GeneSpring MS 平 台 提 供 的 一 系 列 统 计 分 析 工 具, 安 捷 伦 提 供 了 全 方 位 的 软 件 解 决 方 案, 能 够 将 原 始 代 谢 组 学 数 据 转 化 为 有 用 的 生 物 学 结 论 最 佳 的 代 谢 物 检 测 要 最 大 程 度 地 利 用 您 的 时 间 和 资 源, 必 须 从 您 的 质 谱 数 据 中 检 测 出 尽 可 能 多 的 代 谢 物 解 卷 积 程 序 通 过 寻 找 丰 度 随 时 间 一 起 增 大 或 减 小 的 协 变 离 子 ( 表 示 这 些 离 子 来 自 相 同 的 化 合 物 ), 解 决 了 这 一 难 题 然 后, 该 程 序 将 这 些 离 子 进 行 分 组 进 而 为 每 一 个 代 谢 物 生 成 单 一 成 分 的 重 构 谱 图 单 独 一 种 解 卷 积 程 序 并 不 能 适 用 于 所 有 应 用 因 此, 安 捷 伦 针 对 GC/MS 和 LC/MS 各 自 独 特 的 离 子 化 方 式 和 质 谱 分 析 特 点 提 供 了 不 同 的 解 卷 积 程 序 对 于 GC/MS 数 据 的 解 卷 积, 安 捷 伦 提 供 了 作 为 NIST( 美 国 国 家 标 准 技 术 研 究 院 ) 数 据 库 检 索 包 一 部 分 的 自 动 质 谱 图 解 卷 积 和 鉴 定 软 件 (AMDIS) AMDIS 能 够 从 复 杂 的 GC/MS 数 据 中 提 取 出 纯 净 的 组 分 峰 从 而 确 定 离 子 / 谱 峰 之 间 的 联 系 AMDIS 能 生 成 可 用 于 谱 库 检 索 的 谱 图, 并 能 自 动 导 出 一 个 适 合 安 捷 伦 GeneSpring MS 软 件 进 行 统 计 分 析 的 特 征 列 表 用 于 LC/MS 的 安 捷 伦 MassHunter 工 作 站 软 件 包 含 一 种 专 利 的 分 子 特 征 提 取 算 法 该 算 法 专 为 LC/MS 飞 行 时 间 数 据 设 计, 能 够 识 别 出 同 一 个 化 合 物 相 关 的 协 变 离 子 此 外, 它 还 能 识 别 钠 离 子 加 合 或 者 二 聚 体 形 成 等 常 见 的 电 喷 雾 假 象 对 这 些 离 子 进 行 识 别 和 分 组 可 以 改 善 用 于 统 计 分 析 的 数 量 估 值, 还 能 为 进 一 步 的 分 析 消 除 虚 假 数 据 该 软 件 通 过 使 用 重 构 谱 图 中 的 同 位 素 信 息 来 提 高 经 验 式 测 定 的 准 确 度 两 款 强 大 的 代 谢 谱 分 析 软 件 包 对 于 像 实 验 组 与 对 照 组 差 异 研 究 这 样 的 简 单 分 析, 安 捷 伦 Mass Hunter Profiling 软 件 专 为 TOF 和 Q-TOF LC/MS 表 达 谱 分 析 应 用 如 代 谢 物 生 物 标 志 物 发 现 而 设 计 该 软 件 能 够 将 保 留 时 间 和 丰 度 数 据 标 准 化, 并 提 供 可 视 化 工 具 以 确 定 样 品 之 间 的 统 计 学 差 异, 还 可 以 计 算 丰 度 比 并 明 确 鉴 定 差 异 表 达 的 特 征 分 子 安 捷 伦 GeneSpring MS 软 件 支 持 复 杂 的 实 验 设 计, 可 以 通 过 质 谱 数 据 分 析 进 行 代 谢 物 生 物 标 志 物 的 快 速 发 现 研 究 人 员 可 以 轻 松 导 入 分 析 和 可 视 化 来 自 大 样 品 集 的 GC/MS 数 据,TOF Q-TOF 和 三 重 串 联 四 极 杆 LC/MS 数 据, 以 及 CE/MS 数 据 通 过 使 用 一 系 列 有 用 的 统 计 分 析 和 可 视 化 工 具 ( 包 括 单 因 素 和 双 因 素 方 差 分 析, 主 成 分 分 析 和 类 预 测 算 法 ),GeneSpring MS 软 件 可 以 筛 选 出 与 细 胞 功 能 变 化 关 联 的 代 谢 物, 从 而 迅 速 发 现 可 用 于 检 测 疾 病 或 药 物 毒 性 的 生 物 标 记 物 GeneSpring MS 软 件 可 以 进 行 类 似 MassHunter Profiling 软 件 的 倍 性 分 析 此 外,GeneSpring MS 软 件 支 持 元 数 据 分 析, 可 以 在 各 种 不 同 应 用 的 复 杂 实 验 设 计 中 发 现 数 据 间 的 联 系 在 进 一 步 的 深 入 研 究 中,GeneSpring MS 软 件 可 以 进 行 像 代 谢 物 识 别 和 确 认 这 样 基 于 MS/MS 数 据 的 后 续 分 析 而 且 重 要 的 是,GeneSpring 平 台 能 够 将 代 谢 组 学 基 因 组 学 和 蛋 白 质 组 学 的 数 据 结 合 起 来, 以 利 于 在 整 体 框 架 下 了 解 数 据 的 生 物 相 关 性 73

74 GeneSpring MS 软 件 是 一 款 支 持 元 数 据 分 析 的 强 大 的 统 计 分 析 平 台, 可 以 发 现 复 杂 实 验 中 的 数 据 关 联 安 捷 伦 METLIN 个 人 数 据 库 实 现 安 全 高 效 的 代 谢 物 检 索 安 捷 伦 科 技 公 司 是 METLIN 个 人 代 谢 物 数 据 库 的 独 家 供 应 商, 该 数 据 库 可 基 于 LC/MS 数 据 进 行 桌 面 式 代 谢 物 检 索 METLIN 数 据 库 是 美 国 斯 克 利 普 斯 研 究 所 质 谱 研 究 中 心 的 一 项 研 究 成 果, 它 是 目 前 世 界 上 最 著 名 和 最 全 面 的 代 谢 物 数 据 库 该 数 据 库 目 前 收 录 了 超 过 个 内 源 性 和 外 源 性 的 代 谢 物, 以 及 二 肽 和 三 肽 ; 其 中 每 一 个 条 目 都 包 含 质 量 数 化 学 分 子 式 和 结 构 信 息 METLIN 数 据 库 在 网 上 是 对 公 众 开 放 的, 但 是 一 次 仅 能 检 索 一 个 化 合 物, 而 且 缺 乏 信 息 安 全 保 护 与 此 相 反, 安 捷 伦 METLIN 个 人 数 据 库 能 够 使 您 : 同 时 对 多 个 化 合 物 进 行 自 动 检 索 以 节 约 时 间 执 行 个 人 的 本 地 的 检 索, 利 于 知 识 产 权 保 护 能 够 添 加 专 有 的 化 合 物 来 自 定 义 您 的 数 据 库 安 捷 伦 非 常 乐 意 为 代 谢 组 学 研 究 人 员 提 供 METLIN 数 据 库 的 个 人 版, 并 致 力 于 该 数 据 库 与 安 捷 伦 其 他 代 谢 组 学 软 件 工 具 的 无 缝 整 合 为 了 提 高 通 量 和 易 于 使 用,MassHunter 工 作 站 软 件 和 GeneSpring MS 软 件 的 最 新 版 本 将 增 加 到 METLIN 个 人 代 谢 物 数 据 库 的 链 接 74

75 产 品 通 讯 安 捷 伦 代 谢 组 学 软 件 其 它 信 息 GeneSpring MS from Agilent ( 安 捷 伦 GeneSpring MS 软 件 ) 出 版 号 EN Introducing the New Agilent MassHunter Workstation Software for 6000 Series LC/MS Systems ( 介 绍 一 款 新 的 用 于 6000 系 列 LC/MS 系 统 的 安 捷 伦 MassHunter 工 作 站 软 件 ) 出 版 号 EN 关 于 安 捷 伦 科 技 安 捷 伦 科 技 公 司 是 生 命 科 学 研 究 设 备 的 领 先 供 应 商, 致 力 于 帮 助 科 学 家 理 解 复 杂 的 生 物 过 程, 确 定 发 病 机 理 和 加 快 新 药 开 发 速 度 安 捷 伦 的 生 命 科 学 解 决 方 案 专 为 提 高 灵 敏 度 重 现 性 和 工 作 效 率 而 设 计, 为 基 因 组 学 蛋 白 组 学 和 代 谢 组 学 应 用 提 供 分 析 仪 器 微 流 控 技 术 软 件 芯 片 耗 材 以 及 服 务 MassHunter Profiling Software for the Agilent 6210 TOF LC/MS ( 安 捷 伦 6210 TOF LC/MS 的 Mass Hunter Profiling 软 件 ) 出 版 号 EN 了 解 更 多 : 在 线 购 买 : 查 找 当 地 的 安 捷 伦 客 户 中 心 : 安 捷 伦 客 户 服 务 中 心 : 免 费 专 线 : ( 手 机 用 户 ) 联 系 我 们 : [email protected] 在 线 询 价 : 本 文 仅 限 研 究 使 用, 不 可 用 于 诊 断 目 的 本 文 中 的 信 息 说 明 和 指 标 如 有 变 更, 恕 不 另 行 通 知 安 捷 伦 对 本 文 可 能 存 在 的 错 误 或 由 于 提 供 展 示 或 使 用 本 文 所 造 成 的 间 接 损 失 不 承 担 任 何 责 任 安 捷 伦 科 技 ( 中 国 ) 有 限 公 司, 年 1 月 31 日, 中 国 印 刷 CHCN 75

76 1.2 生 物 信 息 学 软 件 系 统 Agilent Mass Profiler Professional 生 物 信 息 学 软 件 76 76

77 Agilent Mass Profiler Professional 软 件 探 究 复 杂 质 谱 数 据 中 各 种 相 互 关 系 的 最 快 速 最 便 捷 的 手 段 欢 迎 了 解 Agilent Mass Profiler Professional 软 件 专 门 用 于 质 谱 数 据 分 析 的 化 学 计 量 学 软 件 包 一 次 质 谱 分 析 实 验 就 能 产 生 几 兆 字 节 的 质 谱 数 据, 获 取 其 中 的 有 意 义 信 息 就 像 大 海 捞 针 Agilent Mass Profiler Professional 软 件, 凭 借 高 级 的 数 据 处 理 功 能 和 强 大 的 统 计 方 法 和 数 学 模 型, 可 以 对 复 杂 的 质 谱 数 据 进 行 统 计 分 析 Mass Profiler Professional 软 件 使 您 能 方 便 快 捷 地 对 样 品 组 进 行 归 类 比 较 和 分 析 您 不 仅 可 以 找 到 针 还 可 以 对 杂 草 进 行 表 征 气 质 联 用 液 质 联 用 毛 细 管 电 泳 / 质 谱 联 用 和 电 感 耦 合 等 离 子 质 谱 集 多 种 质 谱 数 据 分 析 功 能 于 一 身 功 能 强 大 拥 有 独 立 解 决 方 案 的 Mass Profiler Professional 软 件 可 以 处 理 各 种 安 捷 伦 质 谱 数 据, 包 括 气 质 联 用 液 质 联 用 毛 细 管 电 泳 / 质 谱 联 用 和 电 感 耦 合 等 离 子 质 谱 您 甚 至 可 以 在 一 个 项 目 中 分 析 不 同 类 型 的 实 验 数 据 比 如 气 质 联 用 和 液 质 联 用 数 据 您 还 可 以 使 用 可 选 的 mzxml 文 件 包 处 理 非 安 捷 伦 的 质 谱 数 据 单 一 而 相 容 的 用 户 界 面 支 持 所 有 的 数 据 类 型, 这 样 可 以 大 大 减 少 培 训 时 间, 最 大 限 度 地 减 少 了 操 作 者 误 差 因 此 大 大 提 高 了 实 验 室 的 工 作 效 率 发 现 您 正 在 寻 找 的 相 互 关 联 Mass Profiler Professional 与 安 捷 伦 MassHunter 质 谱 工 作 站 和 化 学 工 作 站 完 全 兼 容, 是 您 利 用 质 谱 研 究 样 品 组 和 变 量 之 间 关 系 的 理 想 手 段, 适 用 于 : 代 谢 组 学 蛋 白 质 组 学 食 品 安 全 环 境 分 析 法 医 分 析 毒 物 分 析 石 油 化 工 生 物 燃 料 To learn more about Agilent Mass Profiler Professional software, visit 77

78 即 使 您 不 是 统 计 学 家, 也 能 获 得 优 异 的 结 果 Mass Profiler Professional 软 件 专 为 质 谱 数 据 的 统 计 分 析 而 设 计 即 使 您 正 在 使 用 的 是 其 中 的 一 个 功 能 强 大 的 统 计 分 析 过 程, 您 也 会 发 现 Mass Profiler Professional 界 面 导 航 简 捷 而 直 观 根 据 您 的 数 据 类 型 和 实 验 条 件, 可 以 事 先 定 义 导 向 工 作 流 程, 初 学 用 户 只 需 要 遵 循 这 个 导 向 流 程 就 可 以 迅 速 完 成 基 本 的 统 计 分 析 对 于 专 家 级 的 用 户, 则 可 以 遵 循 高 级 工 作 流 程, 完 成 数 据 导 入, 进 而 使 用 多 种 您 所 需 要 的 统 计 分 析 功 能 包 括 基 于 不 同 的 数 据 过 滤 方 式, 数 据 标 准 化 和 标 准 统 计 学 分 析 方 法 的 综 合 分 析 和 可 视 化 特 征 显 示 所 有 的 统 计 分 析 过 程, 都 带 有 分 析 向 导, 即 可 基 于 预 先 精 心 设 置 默 认 参 数 完 成 数 据 分 析, 用 户 也 可 以 自 定 义 设 置, 从 而 使 您 在 统 计 分 析 中 具 有 最 大 的 灵 活 性 递 归 分 析 Mass Profiler Professional 软 件 的 一 项 独 特 功 能 您 可 以 针 对 原 始 数 据 轻 松 地 进 行 数 据 的 再 分 析, 以 提 高 统 计 分 析 结 果 的 质 量 该 软 件 还 能 够 很 容 易 地 导 出 质 量 数 列 表, 用 于 QTOF 进 行 二 级 质 谱 分 析, 然 后 再 将 分 析 结 果 重 新 导 入 到 Mass Profiler Professional 中 进 行 分 析 导 向 工 作 流 程 简 化 了 您 的 数 据 分 析 任 务 所 有 的 分 析 工 具 都 基 于 预 先 精 心 设 置 默 认 参 数 ( 也 可 根 据 用 户 自 定 义 设 置 ) 的 向 导, 帮 助 您 在 分 析 中 获 得 最 大 的 灵 活 性 78

79 深 入 理 解 您 的 数 据 的 方 法 Mass Profiler Professional 中 强 大 的 分 析 功 能 可 以 全 面 发 掘 质 谱 数 据 中 的 丰 富 信 息 利 用 无 监 督 ( 无 预 先 分 组 ) 或 者 有 监 督 ( 使 用 预 先 分 组 ) 的 分 析 模 式, 您 可 以 : 快 速 而 方 便 地 发 现 样 品 之 间 的 差 异 对 化 合 物 丰 度 随 时 间 变 化 做 描 点 图 建 立 用 于 分 类 预 测 的 多 变 量 模 型 先 进 的 图 形 化 工 具 使 您 用 新 的 方 式 检 查 和 注 释 结 果 您 具 备 更 有 效 进 行 数 据 关 联 分 析 的 能 力, 并 使 其 更 易 理 解 发 现 数 据 中 重 要 的 化 学 差 异 复 杂 的 化 学 样 本 及 它 们 的 表 型 特 征 是 具 有 不 同 丰 度 的 化 学 成 分 之 间 相 互 影 响 的 结 果 这 种 现 象 可 以 通 过 比 较 样 本 丰 度 来 研 究, 通 常 采 用 的 方 法 是 主 成 分 分 析 (PCA), 一 种 将 复 杂 数 据 缩 减 成 几 个 变 量 的 数 学 方 法 主 成 分 分 析 (PCA) 可 用 于 无 监 督 分 析, 以 发 现 样 本 组 之 间 的 差 异, 确 定 样 本 组 之 间 的 关 联 度, 并 评 估 化 合 物 对 样 本 组 差 异 的 相 对 贡 献 Mass Profiler Professional 还 包 括 一 个 查 找 最 小 质 量 算 法, 用 于 发 现 能 解 释 样 本 组 之 间 的 差 异 的 最 重 要 的 化 合 物 对 生 物 样 品 重 复 分 析 的 数 据 的 主 成 分 分 析 (PCA) 显 示 出 分 别 喂 食 菜 豆 红 豆 和 白 芸 豆 的 老 鼠 代 谢 组 的 差 异 To learn more about Agilent Mass Profiler Professional software, visit 79

80 测 定 各 样 品 组 间 化 合 物 丰 度 的 显 著 差 异 您 得 到 的 数 据 在 统 计 学 上 有 效 吗? 或 者 您 看 到 的 结 果 是 样 品 之 间 的 正 常 波 动 吗?Student t 检 验 (Student t-tests) 和 方 差 (ANOVA) 分 析 可 以 通 过 比 对 两 组 或 两 组 以 上 的 实 验 数 据, 发 现 丰 度 具 有 显 著 变 化 的 化 合 物, 从 而 帮 助 您 回 答 这 个 问 题 要 查 找 具 有 严 格 统 计 学 意 义 的 感 兴 趣 化 合 物,Mass Profiler Professional 提 供 了 广 泛 的 检 验 方 法, 包 括 : Student t 检 验 (Student t-tests) 和 方 差 (ANOVA) 分 析 - 配 对 和 非 配 对 t 检 验 - 配 对 和 非 配 对 曼 - 惠 特 尼 检 验 - ANOVA: 等 方 差 或 不 等 方 差 - 秩 瓦 利 斯 (Kruskal Wallis) 非 参 数 单 因 素 方 差 分 析 - 弗 里 德 曼 非 参 数 双 因 素 方 差 分 析 - 重 复 测 量 方 差 分 析 多 因 素 方 差 分 析 - 误 差 率 判 断 族 (FWER) 和 假 阳 性 率 - 多 重 测 试 修 正 - 事 后 检 验 º 图 基 检 验 º Student-Newman-Keuls (SNK) 检 验 校 正 P 值 (ph 值 ) 808 化 合 物 校 正 P 值 (SLO) 17 化 合 物 通 过 倍 率 变 化 分 析 可 视 化 差 异 维 恩 图 显 示 了 双 因 素 方 差 分 析 的 结 果 在 该 实 验 中,pH 值 和 链 球 菌 溶 血 素 O (SLO) 这 两 个 变 量 对 疟 疾 感 染 的 血 红 细 胞 提 取 代 谢 物 的 影 响 将 双 因 素 方 差 分 析 的 结 果 绘 制 成 维 恩 图 清 楚 地 表 明 各 变 量 所 具 有 的 统 计 学 意 义 上 的 贡 献 3 校 正 P 值 (ph-slo) 161 化 合 物 小 样 本 组 和 欠 采 样 数 据 集 得 出 的 p 值 其 统 计 有 效 性 值 得 怀 疑 在 这 种 情 况 下, 您 可 以 使 用 倍 率 过 滤 器 来 寻 找 两 组 样 本 的 差 异, 并 根 据 您 对 数 据 集 的 了 解 评 估 这 些 差 异 的 显 著 性 火 山 曲 线 (Volcano Plot) 功 能 使 您 可 以 同 时 计 算 每 个 质 谱 化 合 物 的 丰 度 变 化 倍 数 以 及 p 值 是 否 有 统 计 学 意 义 您 可 以 交 互 式 地 改 变 P 值 和 倍 率 设 置, 以 图 形 或 表 格 的 形 式 查 看 结 果 80

81 数据聚类以发现隐藏的关联 依据质谱图中化合物的丰度相似性进行聚类分析 使您 能在数据中发现最显著的关联模式 通过将样品间具有相似丰度的化合物进行聚类分析 您可检验具有类似丰度或镜像的化合物 这种分析通常 用于研究化学反应或酶反应中底物和产物之间随时间变 化的关系 从而发掘出一些有趣的关联 因为在一系列 实验条件下显示相似行为的化合物可能具有相似的反应 路径 Mass Profiler Professional软件可以提供多种聚类方法 包括 均值聚类 K均 值 聚 类 分 析 将化合物分配为特定数目 K 的 类 每一类中的化合物的条件相似 而各类之 间的化合物则不具有相似性 分级聚类 自组织映射图(SOM) 分 级 聚 类 将具有相似丰度的化合物聚类为树状结构中一个集合 系统树图一方面揭示了单个样本大量代谢物个体之间的关联 另一方面揭示了多个样本之间的关联 在这个例 子中 喂食不同豆类的大鼠的重复样品之间具有相似的丰度 To learn more about Agilent Mass Profiler Professional software, visit 81

82 使 用 预 测 模 型 将 样 本 分 配 到 样 本 组 如 果 您 的 长 期 目 的 是 将 新 样 本 归 入 具 有 重 要 意 义 的 组, 那 么 类 别 预 测 分 析 是 一 种 很 有 用 的 方 法 在 排 定 化 合 物 优 先 次 序, 避 免 造 成 在 药 物 开 发 过 程 中, 因 排 除 无 效 化 合 物 而 造 成 无 谓 的 巨 大 花 费, 类 别 预 测 分 析 正 日 益 成 为 有 效 工 具 这 种 技 术 也 被 用 于 复 杂 样 品 的 质 量 控 制, 如 啤 酒 和 葡 萄 酒 样 品 基 于 预 测 模 型 被 分 配 到 相 应 的 组 ; 区 别 于 以 往 的 仅 凭 借 测 定 个 别 化 合 物 来 判 定 样 品 的 归 属, 它 能 让 您 使 用 预 测 模 型 根 据 业 已 确 定 的 某 些 化 合 物 来 确 定 分 类 Mass Profiler Professional 软 件 提 供 多 种 类 别 预 测 算 法 : 偏 最 小 二 乘 判 别 分 析 法 (PLSDA) 决 策 树 支 持 向 量 机 朴 素 贝 叶 斯 (Naïve Bayes) 神 经 网 络 菜 单 驱 动 的 界 面 向 导 协 助 您 进 行 预 测 模 型 的 建 立 和 运 行 预 测 的 过 程 收 集 使 用 有 关 化 合 物 列 表 的 输 入 数 据 选 择 解 释 类 型 并 选 择 适 用 的 算 法 类 别 预 测 分 析 类 别 预 测 算 法 ( 本 例 中 指 PLSDA) 用 于 生 成 分 类 结 果, 总 结 为 图 形 化 输 出 结 果, 其 中 包 括 样 品 ( 左 图 ) 的 t- 分 值 曲 线 和 一 种 单 个 化 合 物 列 表 中 的 质 量 数 载 荷 图 ( 下 图 ) 82

83 内 置 鉴 别 浏 览 器 可 自 动 进 行 数 据 库 检 索 和 质 谱 谱 库 检 索 在 您 研 究 的 某 些 阶 段, 您 希 望 将 质 量 数 据 转 换 成 相 关 的 化 合 物 信 息, 以 便 理 解 分 析 结 果 并 鉴 别 与 差 异 相 关 的 化 合 物 根 据 使 用 的 分 析 技 术 液 质 联 用 或 气 质 联 用, 将 测 定 结 果 与 数 据 库 或 质 谱 谱 图 库 进 行 精 确 质 量 数 或 质 谱 图 的 匹 配, 以 完 成 化 合 物 的 鉴 别 数 据 库 和 质 谱 谱 库 可 来 自 于 安 捷 伦 公 司 公 开 发 布 的 产 品 或 用 户 个 人 建 立 的 数 据 检 索 过 程 还 可 以 饱 含 保 留 时 间 的 信 息 Mass Profiler Professional 软 件 内 置 一 个 体 现 MassHunter 定 性 分 析 功 能 的 鉴 别 浏 览 器, 利 用 以 下 数 据 库 实 现 化 合 物 鉴 定 : 用 于 液 质 联 用 数 据 的 个 人 化 合 物 数 据 库 (METLIN 农 药 库 毒 物 库 ) 气 质 谱 库 (NIST 和 Fiehn 谱 库 ) 使 用 安 捷 伦 分 子 式 生 成 器 (MFG) 算 法 的 分 子 经 验 式 计 算 这 意 味 着 您 能 快 捷 地 鉴 别 化 合 物 Mass Profiler Professional 软 件 即 可 完 成 该 软 件 会 自 动 注 释 化 合 物 名 单 并 将 化 合 物 名 称 添 加 到 各 种 统 计 分 析 和 生 物 通 路 分 析 中 MassHunter 的 化 合 物 鉴 别 浏 览 器 可 以 鉴 别 出 Mass Profiler Professional 软 件 生 成 的 化 合 物 列 表 在 本 例 中, 质 量 数 为 的 组 分 经 过 METLIN 数 据 库 检 索 得 到 的 结 果 是 精 氨 酸, 显 示 结 果 包 括 分 子 式 数 据 库 匹 配 分 值 化 合 物 名 称 KEGG 和 CAS 号 To learn more about Agilent Mass Profiler Professional software, visit 83

84 根 据 分 析 结 果 查 找 代 谢 途 径 ( 可 选 功 能 ) 只 知 道 导 致 差 异 的 代 谢 物 或 蛋 白 质 是 不 够 的 您 还 需 要 了 解 生 物 演 化 关 系 Mass Profiler Professional 的 化 合 物 鉴 别 浏 览 器 的 注 释 功 能, 使 您 能 够 使 用 集 成 的 途 径 分 析 软 件, 进 行 代 谢 途 径 研 究 通 路 分 析 软 件 中 的 安 捷 伦 数 据 库 是 根 据 公 开 发 表 的 文 献 数 据 建 立 的 关 联 您 也 可 以 导 入 多 个 BioPax 格 式 的 途 径 ; 根 据 化 合 物 列 表 进 行 途 径 检 索, 从 而 可 以 确 定 哪 些 途 径 可 能 与 您 的 生 物 学 实 验 有 关 蛋 白 质 和 化 学 同 义 词 数 据 库 也 作 为 本 模 块 的 一 部 分 以 协 助 您 进 行 途 径 分 析 R 宏 指 令 兼 容 性 您 可 以 在 Mass Profiler Professional 内 运 行 R 宏 指 令 以 进 一 步 扩 展 和 自 定 义 统 计 分 析 和 视 图 能 力 84

85 将 加 化 学 计 量 学 分 析 的 强 大 功 能 加 到 任 何 一 款 安 捷 伦 质 谱 平 台 中 无 论 您 使 用 哪 一 款 安 捷 伦 质 谱 仪,Mass Profiler Professional 软 件 的 先 进 功 能 都 能 使 您 发 挥 仪 器 的 独 一 无 二 的 分 析 能 力 无 论 您 的 实 验 室 是 分 析 生 物 标 记 物 还 是 生 物 燃 料 分 析 农 药 还 是 石 化, 该 软 件 可 以 帮 助 您 充 分 挖 掘 质 谱 数 据 中 的 各 种 关 联 更 胜 一 筹 的 质 谱 解 决 方 案 涵 盖 了 所 有 的 应 用 领 域 安 捷 伦 的 TOF 和 Q-TOF 液 质 联 用 仪 更 胜 一 筹 的 扫 描 速 度 质 量 精 确 度 和 性 能 安 捷 伦 的 TOF 和 Q-TOF 液 质 联 用 系 统 具 有 能 应 对 要 求 最 苛 刻 的 科 学 分 析 的 数 据 采 集 功 能 和 各 种 高 级 分 析 功 能 超 高 解 析 度 Q-TOF 技 术, 使 得 质 谱 具 有 业 界 领 先 的 质 量 精 确 度 动 态 范 围 高 灵 敏 度, 同 时 不 会 降 低 数 据 采 集 速 度 扫 描 范 围 或 分 辨 率 其 他 竞 争 对 手 的 Q-TOF 和 价 格 昂 贵 的 Orbitrap 则 没 有 上 述 的 分 析 能 力 安 捷 伦 三 重 串 联 四 极 杆 液 质 联 用 仪 出 色 的 灵 敏 度 和 长 期 稳 定 的 高 品 质 定 量 结 果 安 捷 伦 三 重 串 联 四 极 杆 液 质 联 用 家 族 具 备 优 异 的 分 析 性 能 包 括 常 规 的 亚 fg 级 灵 敏 度 无 可 比 拟 的 耐 用 性 和 操 作 方 便 性 正 负 离 子 模 式 切 换 速 度 只 有 30 ms, 即 使 对 UHPLC 上 得 到 的 1 秒 峰 宽 的 组 分 峰 也 能 得 到 优 异 的 结 果, 对 于 复 杂 样 品 的 定 量 分 析 具 有 更 大 的 灵 活 性 动 态 多 反 应 监 测 模 式 (DMRM) 在 没 有 时 间 编 程 的 条 件 下, 一 次 可 以 分 析 4000 个 组 分 To learn more about Agilent Mass Profiler Professional software, visit 85

86 安 捷 伦 气 质 联 用 仪 业 界 最 可 靠 的 性 能 和 分 析 效 率 安 捷 伦 新 一 代 气 质 联 用 仪 传 承 业 界 一 直 以 来 最 著 名 的 气 质 联 用 仪, 使 检 测 限 达 到 了 史 无 前 例 的 低 水 平 强 大 的 分 析 功 能 提 高 了 实 验 室 分 析 效 率 并 提 高 了 分 析 结 果 的 可 靠 性 安 捷 伦 三 重 串 联 四 极 杆 气 质 联 用 仪 世 界 上 第 一 台 专 为 气 相 色 谱 设 计 的 二 级 串 联 质 谱 仪 安 捷 伦 的 三 重 串 联 四 极 杆 气 质 联 用 仪 具 有 先 进 的 GC/MS/MS 快 速 定 量 分 析 功 能, 适 用 于 复 杂 样 品 中 痕 量 组 分 的 分 析 它 操 作 简 单 方 便, 将 安 捷 伦 旗 舰 气 相 色 谱 的 领 先 分 离 能 力 与 三 重 串 联 四 极 杆 检 测 器 完 美 结 合 配 置 全 新 的 样 品 进 样 选 件 和 突 破 性 的 新 型 微 板 流 路 控 制 技 术, 此 系 统 能 快 速 有 效 地 完 成 最 具 挑 战 性 分 析 任 务 是 要 求 最 高 灵 敏 度 最 长 运 行 时 间 和 最 高 分 析 效 率 实 验 室 的 最 理 想 的 选 择 安 捷 伦 电 感 耦 合 等 离 子 质 谱 更 优 越 的 性 能 可 靠 性 和 易 用 性 安 捷 伦 电 感 耦 合 等 离 子 质 谱 系 列 产 品 特 别 适 合 复 杂 样 品 的 分 析, 如 食 品 废 水 和 土 壤 消 化 物 全 新 设 计 的 碰 撞 反 应 池 和 安 捷 伦 独 特 的 高 基 体 进 样 引 入 (HMI) 技 术 结 合 了 安 捷 伦 专 利 的 八 极 杆 碰 撞 反 应 池 系 统, 具 有 世 界 上 最 可 靠 和 最 有 效 的 干 扰 消 除 能 力, 特 别 适 合 复 杂 样 品 和 未 知 类 型 样 品 的 分 析 86

87 更 多 信 息 如 需 了 解 有 关 安 捷 伦 Mass Profiler Professional 软 件 的 更 多 信 息, 请 访 问 : 如 需 了 解 有 关 安 捷 伦 Mass Profiler Professional 如 何 辅 助 代 谢 组 学 分 析, 请 访 问 : 查 找 当 地 的 安 捷 伦 客 户 中 心 : 安 捷 伦 客 户 服 务 中 心 : 免 费 专 线 : ( 手 机 用 户 ) 联 系 我 们 : [email protected] 在 线 询 价 : 安 捷 伦 科 技 大 学 : 浏 览 和 订 阅 Access Agilent 电 子 期 刊 : 仅 作 研 究 使 用 本 文 涉 及 的 信 息 说 明 和 指 标 如 有 变 更, 恕 不 另 行 通 知 安 捷 伦 对 本 资 料 中 出 现 的 错 误, 以 及 由 于 提 供 或 使 用 本 资 料 所 造 成 的 相 关 损 失 不 承 担 任 何 责 任 安 捷 伦 科 技 ( 中 国 ) 有 限 公 司,2009 年 2009 年 12 月 22 日 中 国 印 刷 CHCN To learn more about Agilent Mass Profiler Professional software, visit 87

88 1.2 生 物 信 息 学 软 件 系 统 安 捷 伦 METLIN LC/MS 个 人 代 谢 数 据 库

89 产 品 通 讯 1.2 生 物 信 息 学 软 件 系 统 安 捷 伦 METLIN LC/MS 个 人 代 谢 物 数 据 库 让 代 谢 物 鉴 定 检 索 更 加 容 易 的 强 大 数 据 库 代 谢 物 鉴 定 是 非 靶 向 代 谢 组 学 实 验 中 的 关 键 步 骤 使 用 精 确 质 量 MS 信 息 进 行 代 谢 物 数 据 库 检 索 可 以 显 著 缩 小 可 能 的 候 选 代 谢 物 数 量, 从 而 极 大 地 提 高 代 谢 物 的 鉴 定 效 率 由 美 国 斯 克 利 普 斯 研 究 院 质 谱 研 究 中 心 编 制 的 METLIN 代 谢 物 数 据 库 是 目 前 世 界 上 最 全 面 的 代 谢 物 数 据 库 之 一 它 收 录 了 超 过 种 内 源 性 和 外 源 性 代 谢 物 及 二 肽 和 三 肽 的 质 量 数 化 学 式 和 结 构 信 息 安 捷 伦 科 技 公 司 是 METLIN 个 人 代 谢 物 数 据 库 的 独 家 供 应 商, 该 数 据 库 可 以 安 装 在 您 的 个 人 电 脑 上, 从 而 有 助 于 在 高 通 量 研 究 中 进 行 更 快 更 简 单 的 多 化 合 物 检 索 这 些 检 索 不 基 于 网 络, 因 而 私 密 性 更 好, 而 且 您 还 可 以 向 MTELINE 个 人 数 据 库 中 添 加 您 专 有 的 化 合 物 该 数 据 库 软 件 无 缝 集 成 了 安 捷 伦 用 于 LC/MS 代 谢 组 学 研 究 的 其 他 软 件 工 具, 可 使 您 更 深 入 地 了 解 您 的 代 谢 组 学 样 品 代 谢 物 信 息 的 宝 库 METLIN 代 谢 物 数 据 库 是 目 前 世 界 上 最 全 面 的 代 谢 物 数 据 库 之 一 它 收 录 了 超 过 种 内 源 性 和 外 源 性 代 谢 物 及 二 肽 和 三 肽 的 质 量 数 化 学 式 和 结 构 信 息 大 部 分 化 合 物 都 同 时 注 有 化 学 式 和 结 构 信 息 很 多 化 合 物 还 包 括 CAS 号 HMD 号 或 者 KEGG 号 及 分 别 指 向 PubChem 人 类 代 谢 组 数 据 库 (Human Metabolome Database) 和 京 都 基 因 与 基 因 组 百 科 全 书 数 据 库 条 目 的 网 络 链 接, 方 便 您 获 得 更 详 细 的 信 息 功 能 更 强 安 全 性 更 高 的 个 人 数 据 库 副 本 METLIN 代 谢 物 数 据 库 在 网 上 对 公 众 开 放 ( 用 于 代 谢 物 检 索, 但 是 在 您 的 本 地 电 脑 上 安 装 METLIN 个 人 代 谢 物 数 据 库 将 拥 有 更 多 优 势 : 检 索 更 快 每 次 可 检 索 几 乎 不 限 数 目 的 化 合 物 可 以 向 数 据 库 条 目 中 添 加 保 留 时 间 信 息, 并 将 其 作 为 检 索 标 准 向 数 据 库 添 加 专 有 化 合 物 创 建 稳 定 同 位 素 标 记 的 代 谢 物 条 目 向 数 据 库 添 加 未 匹 配 的 质 量 数, 并 在 整 个 实 验 中 追 踪 这 些 未 知 代 谢 物 89

90 安 捷 伦 METLIN 个 人 代 谢 物 数 据 库 快 速 强 大 和 便 捷 的 检 索 METLINE 个 人 代 谢 物 数 据 库 软 件 使 检 索 变 得 更 加 容 易 您 可 以 对 单 个 化 合 物 或 者 在 批 处 理 模 式 下 对 几 乎 不 限 数 目 的 化 合 物 进 行 检 索 您 可 以 通 过 以 下 方 式 进 行 检 索 : 仅 质 量 数 质 量 数 和 保 留 时 间 仅 保 留 时 间 您 也 可 以 基 于 以 下 信 息 进 行 检 索 : 关 键 词 分 子 式 化 合 物 名 称 KEGG 号 CAS 号 HMP 号 或 者 METLIN 号 灵 活 的 单 一 化 合 物 检 索 单 一 化 合 物 检 索 通 常 用 于 鉴 定 实 验 分 析 中 发 现 的 单 个 离 子 由 于 精 确 质 量 数 测 定 具 有 专 一 性, 因 此 通 常 使 用 质 量 数 进 行 检 索 然 而, 即 使 质 量 数 能 与 数 据 库 中 的 某 一 代 谢 物 匹 配, 也 无 法 给 出 一 个 明 确 的 鉴 定 结 果 而 在 代 谢 物 条 目 中 添 加 标 准 物 质 的 液 相 保 留 时 间 数 据, 并 同 时 使 用 这 两 个 参 数 进 行 检 索, 就 能 得 到 更 加 可 信 的 鉴 定 结 果 高 效 的 批 量 检 索 和 汇 总 报 告 METLIN 个 人 代 谢 物 数 据 库 使 您 能 够 一 次 性 自 动 检 索 几 乎 不 限 数 目 的 化 合 物 相 对 于 逐 个 的 手 工 检 索, 极 大 地 提 高 了 检 索 效 率, 这 对 于 实 现 快 速 高 效 的 研 究 非 常 重 要 每 一 次 批 量 检 索 完 成 后 都 会 创 建 一 个 可 导 出 的 批 量 汇 总 报 告 它 为 每 个 提 交 的 质 量 数 列 出 了 最 佳 的 数 据 库 匹 配 结 果 所 得 结 果 可 以 打 印 和 / 或 保 存, 用 于 代 谢 通 路 研 究 等 其 它 分 析 您 也 可 以 在 指 定 化 合 物 后 更 新 数 据 库 中 的 保 留 时 间 信 息 批 量 检 索 能 够 提 高 效 率, 而 且 批 量 汇 总 报 告 使 查 看 保 存 和 导 出 结 果 更 加 容 易 90

91 产 品 通 讯 自 定 义 您 的 数 据 库 以 进 一 步 提 高 效 率 为 了 最 大 程 度 提 高 效 率, 您 可 以 自 定 义 您 的 METLIN 个 人 代 谢 物 数 据 库 以 满 足 您 的 分 析 需 求 您 可 以 : 添 加 专 有 化 合 物 如 果 化 合 物 的 *.mol 文 件 存 在, 还 可 添 加 其 结 构 信 息 通 过 指 定 同 位 素 的 数 目 和 类 型 来 为 同 位 素 标 记 的 代 谢 物 创 建 自 定 义 条 目 生 成 子 数 据 库 以 消 除 与 您 研 究 不 相 关 的 条 目, 从 而 使 检 索 更 加 快 速 为 代 谢 物 指 定 色 谱 保 留 时 间 以 提 高 检 索 结 果 的 特 异 性 和 可 信 度 对 METLIN 数 据 库 进 行 的 添 加 操 作 属 于 您 个 人 的 修 改 行 为, 消 除 了 专 利 化 合 物 和 知 识 产 权 方 面 的 法 律 风 险 通 过 在 已 有 条 目 中 添 加 色 谱 保 留 时 间 等 信 息 或 者 创 建 包 含 色 谱 保 留 时 间 和 来 自 *.mol 文 件 的 分 子 结 构 信 息 的 新 条 目, 您 可 以 自 定 义 您 的 METLIN 个 人 代 谢 物 数 据 库 与 其 它 软 件 集 成 提 高 了 处 理 通 量 和 易 用 性 一 些 安 捷 伦 软 件 包 允 许 您 直 接 启 动 METLIN 数 据 库 的 单 一 或 批 量 化 合 物 检 索 在 MassHunter 定 性 分 析 软 件 中, 您 可 以 交 互 式 或 者 自 动 执 行 检 索, 并 能 够 将 检 索 结 果 与 样 品 的 其 它 数 据 自 动 整 合 起 来 ( 见 第 4 页 图 ) 您 也 可 以 在 MassHunter Profiling 软 件 中 执 行 检 索, 并 将 结 果 保 存 编 辑 和 导 出 您 还 可 以 将 安 捷 伦 GeneSpring MS 统 计 分 析 软 件 得 到 的 结 果 导 入 到 METLIN 软 件 中, 对 具 有 显 著 统 计 学 差 异 的 化 合 物 进 行 批 量 检 索 METLIN 数 据 库 的 检 索 结 果 可 以 很 方 便 地 导 出 到 通 路 分 析 软 件 等 其 它 数 据 分 析 软 件 包 91

92 安 捷 伦 METLIN 个 人 代 谢 物 数 据 库 METLIN 检 索 出 来 的 化 合 物 由 分 子 式 生 成 器 (MFG) 产 生 的 分 子 式 METLIN 检 索 出 来 的 分 子 式 总 离 子 流 图 重 构 离 子 流 图 重 构 质 谱 图 METLIN 个 人 代 谢 物 数 据 库 检 索 可 以 通 过 MassHunter 定 性 分 析 软 件 直 接 启 动 如 图 所 示, 检 索 结 果 可 以 自 动 与 色 谱 图 质 谱 图 及 分 子 式 生 成 器 得 到 的 分 子 式 等 定 性 信 息 进 行 整 合 这 种 整 合 极 大 地 简 化 了 数 据 查 看 关 于 安 捷 伦 科 技 安 捷 伦 科 技 公 司 是 生 命 科 学 研 究 设 备 的 领 先 供 应 商, 致 力 于 帮 助 科 学 家 理 解 复 杂 的 生 物 过 程, 确 定 发 病 机 理 和 加 快 新 药 开 发 速 度 安 捷 伦 的 生 命 科 学 解 决 方 案 专 为 提 高 灵 敏 度 重 现 性 和 工 作 效 率 而 设 计, 为 基 因 组 学 蛋 白 组 学 和 代 谢 组 学 应 用 提 供 分 析 仪 器 微 流 控 技 术 软 件 芯 片 耗 材 以 及 服 务 更 多 信 息 了 解 更 多 : 在 线 购 买 : 查 找 当 地 的 安 捷 伦 客 户 中 心 : 安 捷 伦 客 户 服 务 中 心 : 免 费 专 线 : ( 手 机 用 户 ) 联 系 我 们 : [email protected] 在 线 询 价 : 本 文 仅 限 研 究 使 用, 不 可 用 于 诊 断 目 的 本 文 中 的 信 息 说 明 和 指 标 如 有 变 更, 恕 不 另 行 通 知 安 捷 伦 对 本 文 可 能 存 在 的 错 误 或 由 于 提 供 展 示 或 使 用 本 文 所 造 成 的 间 接 损 失 不 承 担 任 何 责 任 安 捷 伦 科 技 ( 中 国 ) 有 限 公 司, 年 12 月 31 日, 中 国 印 刷 CHCN 92

93 1.2 生 物 信 息 学 软 件 系 统 安 捷 伦 Fiehn GCMS 代 谢 组 学 RTL 谱 库 93

94 1.2 生 物 信 息 学 软 件 系 统 安 捷 伦 Fiehn GCMS 代 谢 组 学 RTL 谱 库 GC/MS 代 谢 物 鉴 定 的 完 整 解 决 方 案 产 品 通 讯 气 相 色 谱 / 质 谱 (GC/MS) 为 代 谢 组 学 研 究 提 供 了 高 分 离 度 和 高 灵 敏 度 高 质 量 可 检 索 的 EI 谱 图 可 以 得 到 代 谢 谱 分 析 中 标 记 出 的 代 谢 物 的 阳 性 鉴 定 结 果 为 进 一 步 使 非 靶 向 代 谢 组 学 中 已 知 代 谢 物 的 鉴 定 更 加 容 易, 安 捷 伦 科 技 推 出 了 Fiehn GC/MS 代 谢 组 学 RTL( 保 留 时 间 锁 定 ) 数 据 库 由 Oliver Fiehn 博 士 开 发 的 这 一 不 断 增 长 的 代 谢 物 数 据 库 包 含 了 大 约 700 种 常 见 代 谢 物 的 可 检 索 GC/MS EI 谱 图 和 保 留 时 间 数 据 该 数 据 库 附 带 完 整 的 预 编 GC/MS 方 法 并 能 对 GC/MS 代 谢 组 学 分 析 进 行 记 录, 从 而 大 大 推 动 您 的 研 究 进 程 安 捷 伦 Fiehn 数 据 库 集 成 了 安 捷 伦 用 于 GC/MS 代 谢 组 学 研 究 的 其 它 软 件 工 具, 从 而 提 供 更 快 的 代 谢 物 鉴 定 结 果 并 让 您 对 您 的 代 谢 组 学 样 品 有 更 深 入 的 认 识 94

95 安 捷 伦 Fiehn GC/MS 代 谢 组 学 保 留 时 间 锁 定 (RTL) 数 据 库 数 据 库 化 合 物 越 多, 阳 性 鉴 定 结 果 就 越 多 安 捷 伦 Fiehn GC/MS 代 谢 组 学 RTL 数 据 库 是 市 售 最 全 面 的 代 谢 物 GC/MS 谱 图 数 据 库 当 前, 这 个 不 断 扩 充 的 数 据 库 收 录 有 大 约 700 种 常 见 代 谢 物 的 1050 个 检 索 条 目, 其 中 包 括 衍 生 化 不 完 全 导 致 的 部 分 衍 生 化 代 谢 物 条 目 每 个 条 目 都 包 含 可 检 索 的 EI 谱 图 和 保 留 时 间 数 据, 还 包 括 母 体 分 子 的 化 学 名 称 和 CAS 号, 以 便 于 化 合 物 的 识 别 和 后 续 的 文 献 或 软 件 检 索 安 捷 伦 Fiehn 数 据 库 可 以 用 化 学 工 作 站 软 件 自 带 的 概 率 匹 配 算 法 (PBM) 进 行 检 索 在 本 图 中, 通 过 PBM 对 一 个 小 峰 进 行 检 索 获 得 了 高 可 信 度 的 数 据 库 匹 配 结 果 95

96 产 品 通 讯 保 留 时 间 索 引 提 高 了 鉴 定 可 信 度 安 捷 伦 Fiehn 数 据 库 利 用 保 留 时 间 索 引 和 保 留 时 间 锁 定 提 高 您 检 索 结 果 的 可 信 度 保 留 时 间 索 引 和 梯 度 保 留 化 合 物 ( 拥 有 适 当 保 留 时 间 间 距 的 内 标 化 合 物 ) 的 使 用 允 许 您 对 方 法 进 行 较 大 的 修 改, 并 且 仍 可 使 用 色 谱 保 留 时 间 作 为 一 个 独 立 的 代 谢 物 鉴 定 标 准 保 留 时 间 锁 定 技 术 减 少 了 每 两 次 分 析 之 间 保 留 时 间 的 漂 移, 同 时 也 减 少 了 需 要 分 析 梯 度 保 留 化 合 物 的 次 数 快 速 灵 活 高 通 量 的 检 索 与 安 捷 伦 Fiehn GC/MS 代 谢 物 RTL 数 据 库 同 时 提 供 的, 是 美 国 国 家 标 准 与 技 术 研 究 所 著 名 的 AMDIS( 自 动 质 谱 图 解 卷 积 和 鉴 定 系 统 ) 自 动 GC/MS 鉴 定 软 件 GC/MS 数 据 分 析 方 法 能 够 自 动 调 用 ADMIS 对 重 叠 的 色 谱 组 分 进 行 解 卷 积 处 理 进 而 鉴 定 代 谢 物 ADMIS 结 果 可 以 导 入 到 安 捷 伦 GeneSpring MS 软 件 中, 利 用 其 强 大 的 统 计 分 析 和 数 据 可 视 化 功 能 进 行 数 据 处 理 安 捷 伦 Fiehn 数 据 库 也 可 以 使 用 安 捷 伦 MSD Productivity 化 学 工 作 站 软 件 的 概 率 匹 配 (PBM) 算 法 进 行 检 索 该 数 据 库 还 提 供 了 用 于 定 量 数 据 分 析 和 定 性 筛 选 的 化 学 工 作 站 方 法 安 捷 伦 Fiehn 数 据 库 提 供 ADMIS 自 动 GC/MS 鉴 定 程 序 它 可 用 于 共 流 出 色 谱 组 分 的 解 卷 积 处 理 和 数 据 库 检 索 96

97 安 捷 伦 Fiehn GC/MS 代 谢 组 学 保 留 时 间 锁 定 (RTL) 数 据 库 完 善 工 作 流 程, 最 大 化 研 究 成 果 除 了 通 过 数 据 库 检 索 来 发 现 和 鉴 定 代 谢 物, 安 捷 伦 Fiehn 数 据 库 还 包 含 能 够 辅 助 您 完 成 整 个 非 靶 向 代 谢 组 学 研 究 流 程 的 额 外 功 能 该 数 据 库 包 含 适 合 于 6890 或 7890 GC 及 5973 或 5975 MSD 的 经 过 验 证 的 预 配 置 的 数 据 采 集 方 法 它 还 包 含 一 份 用 户 指 南, 内 容 涉 及 实 际 分 析 中 几 乎 每 个 方 面 的 问 题, 如 衍 生 化 标 准 物 质 保 留 时 间 索 引 和 保 留 时 间 锁 定 等 订 购 信 息 G1676AA 安 捷 伦 Fiehn GC/MS 代 谢 组 学 保 留 时 间 锁 定 数 据 库 ADMIS 结 果 可 以 导 入 到 安 捷 伦 GeneSpring MS 软 件 中, 该 软 件 具 有 强 大 的 统 计 分 析 和 数 据 可 视 化 功 能, 有 助 于 您 从 非 常 复 杂 的 实 验 中 获 得 更 多 信 息 关 于 安 捷 伦 科 技 安 捷 伦 科 技 公 司 是 生 命 科 学 研 究 设 备 的 领 先 供 应 商, 致 力 于 帮 助 科 学 家 理 解 复 杂 的 生 物 过 程, 确 定 发 病 机 理 和 加 快 新 药 开 发 速 度 安 捷 伦 的 生 命 科 学 解 决 方 案 专 为 提 高 灵 敏 度 重 现 性 和 工 作 效 率 而 设 计, 为 基 因 组 学 蛋 白 组 学 和 代 谢 组 学 应 用 提 供 分 析 仪 器 微 流 控 技 术 软 件 芯 片 耗 材 以 及 服 务 了 解 更 多 : 在 线 购 买 : 查 找 当 地 的 安 捷 伦 客 户 中 心 : 安 捷 伦 客 户 服 务 中 心 : 免 费 专 线 : ( 手 机 用 户 ) 联 系 我 们 : [email protected] 在 线 询 价 : 本 文 仅 限 研 究 使 用, 不 可 用 于 诊 断 目 的 本 文 中 的 信 息 说 明 和 指 标 如 有 变 更, 恕 不 另 行 通 知 安 捷 伦 对 本 文 可 能 存 在 的 错 误 或 由 于 提 供 展 示 或 使 用 本 文 所 造 成 的 间 接 损 失 不 承 担 任 何 责 任 安 捷 伦 科 技 ( 中 国 ) 有 限 公 司, 年 12 月 5 日, 中 国 印 刷 CHCN 97

98 选 择 指 南 代 谢 组 学 研 究 选 择 GC/MS 或 LC/MS 的 考 虑 因 素

99 选 择 指 南 1.3 选 择 指 南 代 谢 组 学 研 究 选 择 GC/MS 还 是 LC/MS 的 考 虑 因 素 由 于 内 源 性 代 谢 产 物 种 类 繁 多, 因 此 进 行 真 正 全 面 的 代 谢 组 学 研 究 同 时 需 要 GC/MS 和 LC/MS 两 项 技 术 实 际 上, 大 部 分 代 谢 组 学 实 验 是 不 全 面 的, 而 且 诸 如 代 谢 产 物 的 化 学 性 质 样 品 基 质 及 成 本 等 因 素 也 影 响 着 GC/MS 和 LC/MS 的 选 择 本 选 择 指 南 讨 论 了 GC/MS 和 LC/MS 在 的 一 些 典 型 特 征, 并 提 出 了 在 二 者 之 间 进 行 选 择 时 必 须 考 虑 的 因 素 同 时, 本 指 南 还 介 绍 了 代 谢 组 学 工 作 流 程 的 各 个 步 骤 中 所 需 要 的 GC/MS 和 LC/MS 系 统 的 主 要 组 成 部 分 GC/MS 分 析 气 相 色 谱 和 质 谱 (GC/MS) 的 组 合 为 挥 发 性 化 合 物 分 析 提 供 了 一 种 有 效 的 解 决 方 案 气 相 色 谱 使 用 载 气 携 带 分 析 物 通 过 带 有 涂 层 的 熔 融 石 英 毛 细 管, 根 据 分 析 物 在 气 相 和 毛 细 管 内 壁 涂 层 之 间 分 配 的 不 同 进 行 分 离 为 了 使 分 析 物 能 够 通 过 毛 细 管, 分 析 物 必 须 首 先 被 气 化 因 此,GC/MS 的 分 析 物 必 须 易 于 挥 发 或 者 能 够 通 过 化 学 衍 生 化 变 得 易 于 挥 发 某 些 类 型 的 样 品 特 别 适 合 GC/MS 分 析 ( 见 图 1) 他 们 主 要 包 括 易 挥 发 且 不 能 通 过 LC/MS 技 术 有 效 离 子 化 的 植 物 萜 类 和 挥 发 油 类 化 合 物 游 离 脂 肪 酸 经 过 衍 生 化 处 理 后, 也 能 进 行 GC/MS 分 析 GC 的 高 色 谱 分 离 度 使 它 能 够 分 离 结 构 相 似 在 HPLC 上 极 难 分 离 的 脂 肪 酸 GC/MS 对 于 游 离 脂 肪 酸 的 检 测 灵 敏 度 要 高 于 LC/MS 其 他 通 常 适 合 用 GC/MS 分 析 的 化 合 物 包 括 类 固 醇 甘 油 二 酯 单 糖 双 糖 三 糖 以 及 糖 醇 等 电 子 轰 击 电 离 (EI) 是 GC/MS 中 最 常 用 的 一 种 离 子 化 技 术 EI 极 为 耐 用, 并 且 重 复 性 好 某 些 化 合 物 会 抑 制 其 共 流 出 化 合 物 的 离 子 化, 但 EI 不 受 这 种 离 子 抑 制 的 影 响 EI 能 产 生 特 征 的 质 谱 碎 片 图, 因 此, 可 以 通 过 在 EI 谱 图 数 据 库 中 检 索 未 知 化 合 物 的 EI 谱 图 对 其 进 行 鉴 定 99

100 选 择 指 南 图 1. 化 合 物 种 类 及 其 最 适 合 的 分 析 技 术 一 种 简 单 的 鉴 定 方 法 就 是 只 使 用 扣 除 背 景 的 EI 谱 图 在 NIST 这 样 的 通 用 数 据 库 中 进 行 检 索 另 一 种 更 有 效 的 鉴 定 方 法 是 在 含 有 化 合 物 预 期 保 留 时 间 和 EI 谱 图 的 针 对 特 定 应 用 的 数 据 库 中, 同 时 对 分 析 物 的 色 谱 保 留 时 间 和 质 谱 图 进 行 检 索 目 前 尚 无 对 公 众 开 放 的 专 门 针 对 内 源 性 代 谢 产 物 的 EI 数 据 库 使 用 EI 很 难 获 得 分 子 离 子 如 果 检 索 的 数 据 库 中 没 有 代 谢 产 物 的 谱 图, 由 于 缺 乏 分 子 离 子 的 质 量 数 信 息, 将 很 难 限 定 可 能 的 化 合 物 数 目 而 与 此 互 补 的 化 学 电 离 (CI) 可 以 保 护 分 子 离 子 不 被 破 坏, 但 却 缺 少 像 EI 质 谱 裂 解 碎 片 这 样 的 结 构 信 息 因 此 GC/MS 最 适 合 鉴 定 已 知 和 预 期 的 代 谢 产 物 GC/MS 系 统 的 运 行 成 本 要 远 低 于 LC/MS 系 统 LC/MS 分 析 液 相 色 谱 可 以 分 离 非 挥 发 性 和 不 用 衍 生 化 处 理 的 代 谢 产 物 因 此,LC/MS 可 分 析 化 合 物 的 种 类 要 远 远 多 于 GC/MS 通 常 被 LC/MS 分 析 的 样 品 包 括 氨 基 酸 (20 种 氨 基 酸 中 有 18 种 可 以 衍 生 化, 但 仍 有 2 种 不 能 ) 和 大 于 三 糖 的 糖 类 电 喷 雾 电 离 (ESI) 和 大 气 压 化 学 电 离 (APCI) 是 LC/MS 中 最 常 用 的 离 子 化 技 术 不 像 GC/MS 中 的 EI,ESI 和 APCI 都 会 发 生 离 子 抑 制 现 象, 从 而 使 共 流 出 化 合 物 的 响 应 降 低 甚 至 完 全 无 法 检 测 因 此, 对 于 复 杂 样 品, 为 了 获 得 可 靠 的 LC/MS 结 果 往 往 需 要 实 现 更 好 的 分 离 LC/MS 不 像 GC/MS, 它 总 能 形 成 分 子 离 子, 可 用 于 限 定 给 定 分 析 物 中 可 能 的 化 合 物 数 量 目 前 还 没 有 用 于 LC/MS 化 合 物 鉴 定 的 谱 图 数 据 库 然 而,LC/MS 分 析 中 总 会 出 现 分 子 离 子, 因 此 其 质 量 数 可 以 用 来 在 像 METLIN 这 样 的 代 谢 物 数 据 库 中 进 行 检 索 此 外, 随 着 精 确 质 量 飞 行 时 间 质 谱 的 发 展, 我 们 能 够 根 据 分 子 离 子 计 算 出 化 合 物 的 经 验 分 子 式 要 真 正 明 确 未 知 代 谢 产 物 的 结 构, 需 要 在 下 一 步 的 鉴 定 过 程 中, 使 用 Q-TOF 获 得 的 MS/MS 质 谱 裂 解 数 据 进 行 手 工 从 头 解 析 LC/MS 最 适 合 用 于 未 知 代 谢 产 物 研 究 或 者 由 于 挥 发 性 原 因 不 适 合 使 用 GC/MS 进 行 分 析 的 目 标 代 谢 产 物 研 究 LC/MS 系 统 的 运 行 成 本 要 远 高 于 GC/MS 系 统 100

101 代 谢 组 学 研 究 选 择 GC/MS 还 是 LC/MS 的 考 虑 因 素 LC/MS 代 谢 组 学 系 统 订 购 信 息 用 于 代 谢 组 学 研 究 的 LC/MS 系 统 相 比 GC/MS 系 统 更 加 种 类 繁 多 不 同 类 型 的 LC/MS 系 统 适 合 代 谢 组 学 工 作 流 程 的 不 同 环 节 TOF LC/MS 系 统 非 常 适 合 低 成 本 代 谢 谱 分 析 Q-TOF LC/MS 系 统 也 可 以 用 于 代 谢 谱 分 析, 但 能 同 时 得 到 用 于 鉴 定 的 MS/MS 数 据 和 精 确 质 量 数 三 重 串 联 四 级 杆 LC/MS 系 统 最 适 合 用 于 高 通 量 靶 向 验 证 推 荐 用 于 代 谢 组 学 研 究 的 LC/MS 系 统 部 件 号 说 明 LC/MS 基 本 LC/MS 高 级 LC/MS LC/MS 代 谢 谱 分 析 系 统 代 谢 谱 分 析 系 统 鉴 定 系 统 验 证 系 统 液 相 色 谱 1260 infinity 二 元 泵 液 相 色 谱 系 统 G1312B 二 元 泵 X 1 Opt 031 溶 剂 选 择 阀 Opt 030 在 线 柱 塞 清 洗 组 件 Opt 001 启 动 工 具 包 Opt 003 连 接 管 线 及 附 件 G1379B 真 空 脱 气 机 G1367E 高 性 能 自 动 进 样 器 G1330B 自 动 进 样 器 温 控 器 G1373A 自 动 进 样 器 增 强 清 洗 组 件 G1316C 增 强 型 柱 温 箱 Opt 058&960 阀 驱 动 X 1 G4232A ACR 阀 X 1 Opt 003 毛 细 管 套 件 X 1 G4212B 二 极 管 阵 列 检 测 器 X 2 X 2 X 2 X 2 请 咨 询 您 的 安 捷 伦 色 谱 柱 及 配 件 销 售 代 表 3 质 谱 G6224AA 6224 TOF LC/MS, 配 有 ESI 源 X MassHunter 软 件 和 数 据 处 理 系 统 ( 电 脑 ) G6520BA 6520 Q-TOF LC/MS, 配 有 ESI 源 X X MassHunter 工 作 站 软 件 和 数 据 处 理 系 统 ( 电 脑 ) G6410BA 6410 三 重 串 联 四 级 杆 LC/MS, 配 有 X ESI 源 MassHunter 工 作 站 软 件 和 数 据 处 理 系 统 ( 电 脑 ) G1978A 多 模 式 ESI/APCI 源 X 4 X 4 X 4 X 4 1. 对 于 高 通 量 验 证 分 析, 推 荐 增 加 第 二 个 泵 及 ACR 阀 2. DAD 可 选 3. 色 谱 柱 及 相 关 配 件 根 据 分 析 样 品 类 型 和 样 品 前 处 理 方 法 不 同 而 不 同, 您 的 安 捷 伦 销 售 代 表 或 者 应 用 工 程 师 会 帮 助 您 选 择 最 适 合 您 应 用 的 色 谱 柱 4. 升 级 离 子 源, 可 选 101

102 选 择 指 南 GC/MS 代 谢 组 学 系 统 订 购 信 息 基 本 的 GC/MS 硬 件 和 软 件 用 于 代 谢 组 学 工 作 流 程 的 所 有 环 节 在 鉴 定 系 统 中 增 加 化 学 电 离 配 件, 可 以 采 集 分 子 离 子 和 碎 片 信 推 荐 用 于 代 谢 组 学 研 究 的 GC/MS 系 统 息 这 样 有 助 于 鉴 定 谱 图 数 据 库 中 检 索 不 到 的 代 谢 产 物 GeneSpring MS 用 于 代 谢 谱 分 析 和 验 证, 但 无 需 用 于 鉴 定 仪 器 说 明 GC/MS GC/MS GC/MS 代 谢 谱 鉴 定 验 证 分 析 系 统 系 统 系 统 7890A GC 7890A GC, 带 分 流 / 不 分 流 X X X 进 样 口 和 质 谱 检 测 器 接 口 5975C 5975C 惰 性 XL 质 谱 检 测 器, X X X GC/MS 配 有 电 子 轰 击 离 子 源 化 学 工 作 站 软 件 和 电 脑 7000 系 列 7000 惰 性 XL 质 谱 检 测 器, X X X GC/MSMS 配 有 电 子 轰 击 离 子 源 化 学 工 作 站 软 件 和 电 脑 5975T 5975T 惰 性 XL 质 谱 检 测 器, X X X Transportable 配 有 电 子 轰 击 离 子 源 GC/MS 化 学 工 作 站 软 件 和 电 脑 含 有 AMDIS 解 卷 积 软 件 的 X X X NIST 05 数 据 库 GeneSpring 质 谱 工 作 站 X X 1 年 使 用 许 可 5975C 惰 性 XL 检 测 器, 配 有 X 1 EI/CI 源 化 学 工 作 站 软 件 和 电 脑 色 谱 柱 及 配 件 X X X 咨 询 您 的 安 捷 伦 销 售 代 表 2 1. 配 置 EI/CI 源 的 G3245A 可 以 取 代 仅 有 EI 源 的 G3243A 2. 色 谱 柱 及 相 关 配 件 根 据 分 析 样 品 类 型 和 样 品 前 处 理 方 法 不 同 而 不 同, 您 的 安 捷 伦 销 售 代 表 或 者 应 用 工 程 师 会 帮 助 您 选 择 最 适 合 您 应 用 的 色 谱 柱 选 择 指 南 安 捷 伦 科 技 公 司 是 生 命 科 学 研 究 设 备 的 领 先 供 应 商, 致 力 于 帮 助 科 学 家 理 解 复 杂 的 生 物 过 程, 确 定 发 病 机 理 和 加 快 新 药 开 发 速 度 安 捷 伦 的 生 命 科 学 解 决 方 案 专 为 提 高 灵 敏 度 重 现 性 和 工 作 效 率 而 设 计, 为 基 因 组 学 蛋 白 组 学 和 代 谢 组 学 应 用 提 供 分 析 仪 器 微 流 控 技 术 软 件 芯 片 耗 材 以 及 服 务 了 解 更 多 : 在 线 购 买 : 查 找 当 地 的 安 捷 伦 客 户 中 心 : 安 捷 伦 客 户 服 务 中 心 : 免 费 专 线 : ( 手 机 用 户 ) 联 系 我 们 : [email protected] 在 线 询 价 : 本 文 仅 限 研 究 使 用, 不 可 用 于 诊 断 目 的 本 文 中 的 信 息 说 明 和 指 标 如 有 变 更, 恕 不 另 行 通 知 安 捷 伦 对 本 文 可 能 存 在 的 错 误 或 由 于 提 供 展 示 或 使 用 本 文 所 造 成 的 间 接 损 失 不 承 担 任 何 责 任 安 捷 伦 科 技 ( 中 国 ) 有 限 公 司, 年 2 月 24 日, 中 国 印 刷 CHCN 102

103 第 二 章 安 捷 伦 代 谢 组 学 知 名 国 际 期 刊 发 表 文 章 列 举 ( 部 分 )

104 第 二 章. 安 捷 伦 代 谢 组 学 知 名 国 际 期 刊 发 表 文 章 列 举 ( 部 分 ) 2.1 健 康 / 临 床 / 疾 病 代 谢 组 学 液 质 联 用 篇 飞 行 时 间 质 谱 / 四 极 杆 - 飞 行 时 间 质 谱 三 重 串 联 四 极 杆 质 谱 气 质 联 用 篇 植 物 / 微 生 物 代 谢 组 学 液 质 联 用 篇 三 重 串 联 四 极 杆 质 谱 气 质 联 用 篇 农 业 / 食 品 / 保 健 品 研 究 中 的 代 谢 组 学 液 质 联 用 篇 飞 行 时 间 质 谱 / 四 极 杆 - 飞 行 时 间 质 谱 三 重 串 联 四 极 杆 质 谱 气 质 联 用 篇 方 法 学 及 机 理 研 究 中 的 代 谢 组 学 液 质 联 用 篇 飞 行 时 间 质 谱 / 四 极 杆 - 飞 行 时 间 质 谱 三 重 串 联 四 极 杆 质 谱 气 质 联 用 篇 2.5 药 物 发 现 中 的 代 谢 组 学 气 质 联 用 篇 2.6 中 药 代 谢 组 学 液 质 联 用 篇 三 重 串 联 四 极 杆 质 谱 环 境 / 毒 理 研 究 中 的 代 谢 组 学 气 质 联 用 篇

105 2.1 健 康 / 临 床 / 疾 病 代 谢 组 学 液 质 联 用 篇 飞 行 时 间 质 谱 / 四 极 杆 - 飞 行 时 间 质 谱 1. 用 非 靶 向 脂 代 谢 谱 分 析 鉴 定 乙 肝 病 毒 复 制 细 胞 中 过 量 的 胆 固 醇 前 体 Rodgers MA, Saghatelian A, Yang PL J Am Chem Soc Apr 15; 131(14): 摘 要 : 病 毒 依 赖 宿 主 脂 代 谢 通 路 进 行 成 功 复 制, 目 前 这 些 通 路 作 为 潜 在 的 抗 病 毒 药 物 研 究 的 治 疗 靶 标, 日 益 引 起 人 们 的 关 注 除 此 之 外, 关 于 病 毒 感 染 对 细 胞 脂 代 谢 的 影 响, 人 们 也 知 之 甚 少, 还 没 有 找 到 被 病 毒 利 用 的 特 定 脂 代 谢 物 我 们 采 用 基 于 非 靶 向 代 谢 谱 分 析 的 液 相 色 谱 - 质 谱 法, 鉴 定 了 被 乙 肝 病 毒 ( 一 种 重 要 的 人 类 病 原 体 ) 的 复 制 显 著 改 其 稳 态 丰 度 的 脂 代 谢 产 物 非 靶 向 代 谢 谱 分 析 表 明, 虽 然 主 要 脂 类 未 受 HBV 影 响, 但 在 HBV 阳 性 细 胞 中 一 个 367 m/z 的 离 子 丰 度 增 高 了 18 倍 通 过 离 子 裂 解 质 谱 分 析 以 及 与 标 准 品 共 进 样, 鉴 定 出 这 一 离 子 为 7- 脱 氢 胆 固 醇 (7-DHC), 一 种 胆 固 醇 直 接 脱 氢 前 体 虽 然 过 去 已 经 证 明 胆 固 醇 在 许 多 病 毒 的 复 制 中 非 常 重 要, 但 本 研 究 首 次 发 现 病 毒 复 制 与 选 择 性 的 7-DHC 蓄 积 有 关 迄 今 为 止 大 多 数 病 毒 学 研 究 都 采 用 了 去 除 所 有 甾 醇 的 方 法, 以 排 除 病 毒 病 原 体 对 甾 醇 的 任 何 选 择 性 利 用 我 们 的 研 究 表 明,HBV 可 能 选 择 性 地 利 用 了 7-DHC 而 不 是 其 它 甾 醇, 进 而 用 实 验 探 讨 这 种 富 集 的 功 能 性 意 义, 并 解 释 其 机 制 结 果 表 明 非 靶 向 代 谢 谱 分 析 作 为 鉴 定 病 毒 感 染 关 键 代 谢 物 方 法 具 有 重 要 价 值 2. 用 LC-MS 分 析 冬 眠 期 黄 鼠 肝 脏 代 谢 组 学 Nelson CJ, Otis JP, Martin SL, Carey HV. Physiol Genomics Mar 3; 37(1): Epub 2008 Dec 23. 摘 要 : 哺 乳 动 物 冬 眠 的 标 志 特 征 是 其 代 谢 的 灵 活 性, 最 典 型 的 是 可 逆 性 的 代 谢 抑 制 ( 冬 眠 ) 和 从 夏 到 冬 的 季 节 性 地 代 谢 转 变, 从 以 碳 水 化 合 物 代 谢 为 主 转 变 为 以 脂 肪 代 谢 为 主 为 了 对 冬 眠 期 控 制 和 结 局 的 关 系 进 行 研 究, 我 们 采 用 LC/MS 代 谢 组 学 方 法, 测 定 了 黄 鼠 肝 脏 小 分 子 在 5 种 活 性 状 态 ( 夏 季 进 入 冬 眠 期 冬 眠 后 期 冬 眠 苏 醒 期, 及 恢 复 清 醒 期 ) 下 的 差 异 在 季 节 和 冬 眠 - 复 苏 周 期 中, 酶 辅 因 子 代 谢 氨 基 酸 代 谢 和 嘌 呤 嘧 啶 代 谢 均 发 生 明 显 变 化, 所 测 的 代 谢 物 水 平 均 在 冬 眠 过 程 中 降 低, 在 复 苏 时 升 高 多 种 脂 类 也 发 生 了 变 化, 包 括 1- 油 酰 基 磷 脂 酰 胆 碱 胆 固 醇 硫 酸 酯 和 鞘 氨 醇 等, 在 冬 眠 时 最 低, 而 十 六 烷 基 二 酸 在 冬 眠 过 程 中 发 生 蓄 积 结 果 显 示 几 类 代 谢 都 发 生 了 明 显 改 变, 说 明 了 代 谢 组 学 分 析 在 揭 示 冬 眠 表 型 中 的 重 要 作 用 105

106 3. 用 代 谢 组 学 鉴 定 丙 酸 代 谢 异 常 病 人 的 代 谢 紊 乱 Wikoff WR, Gangoiti JA, Barshop BA, Siuzdak G. Clin Chem Dec; 53(12): Epub 2007 Oct 19. 摘 要 : 我 们 用 非 靶 向 代 谢 组 学 质 谱 法 研 究 了 甲 基 丙 烯 酸 甲 酯 血 症 (MMA) 和 丙 酸 血 症 (PA) 方 法 : 我 们 采 用 非 靶 向 的 基 于 质 谱 的 代 谢 组 学 筛 查 平 台 研 究 MMA 和 PA 患 者 和 正 常 人 血 浆 样 品 的 甲 醇 提 取 物, 寻 找 代 谢 谱 中 有 显 著 差 异 的 特 征 分 子 将 毛 细 管 反 相 液 相 色 谱 (4 微 升 / 分 钟 ) 与 TOF 质 谱 仪 联 用, 用 非 线 性 校 正 软 件 (XCMS) 和 一 个 在 线 数 据 库 (METLIN) 进 行 数 据 处 理, 以 发 现 和 鉴 定 与 疾 病 相 关 的 差 异 代 谢 物 结 果 : 在 测 定 的 约 3500 个 特 征 化 合 物 中, 丙 酰 左 旋 肉 碱 被 很 容 易 地 鉴 定 为 疾 病 最 佳 标 志 物 (P 值 为 1.3 x 10-18), 表 明 非 靶 向 代 谢 组 学 可 用 于 临 床 化 学 发 现 的 实 证 研 究 另 外 有 5 种 脂 肪 酰 肉 毒 碱 代 谢 物 在 患 者 和 正 常 人 血 浆 中 也 呈 显 著 差 异, 部 分 患 者 的 - 丁 内 酸 盐 呈 显 著 增 高 MMA 和 PA 之 间 两 种 脂 肪 酰 肉 毒 碱 和 多 个 未 鉴 定 化 合 物 存 在 明 显 差 异 许 多 在 正 常 MMA 和 PA 之 间 有 显 著 差 异 的 代 谢 物 从 公 共 数 据 库 中 没 有 查 到, 因 而 还 不 能 鉴 定, 这 些 差 异 表 明 某 明 酶 缺 乏 造 成 了 复 杂 的 下 游 代 谢 的 改 变 结 论 : 本 实 证 研 究 表 明, 代 谢 组 学 研 究 可 以 扩 大 疾 病 相 关 代 谢 物 的 范 围, 本 方 法 可 能 有 助 于 疾 病 的 诊 断 和 病 人 的 临 床 评 价 4. 代 谢 组 学 分 析 探 讨 肠 道 微 生 态 对 哺 乳 动 物 血 浆 代 谢 物 的 巨 大 影 响 Wikoff WR, Anfora AT, Liu J, Schultz PG, Lesley SA, PetersEC, Siuzdak G.Proc Natl Acad Sci U S A Mar 10; 106(10): Epub 2009 Feb 20. 摘 要 : 虽 然 人 们 早 已 认 识 到 人 体 远 端 肠 道 菌 群 对 人 体 健 康 具 有 广 泛 影 响, 但 产 生 这 些 影 响 的 具 体 生 化 机 制 还 不 明 确 本 文 报 导 了 一 项 广 泛 的 基 于 质 谱 的 代 谢 组 学 研 究, 揭 示 了 肠 道 微 生 物 组 对 哺 乳 动 物 血 浆 代 谢 物 的 令 人 惊 讶 的 巨 大 影 响 用 各 种 MS 方 法, 对 无 菌 大 鼠 和 普 通 动 物 的 血 浆 提 取 物 进 行 了 比 较 1 组 样 品 中 即 检 测 出 了 几 百 种 特 征 化 合 物, 其 中 大 部 分 与 普 通 动 物 不 同, 约 10% 的 特 征 化 合 物 在 两 组 样 品 间 的 相 对 信 号 强 度 有 显 著 变 化 氨 基 酸 代 谢 物 受 到 的 影 响 特 别 大 例 如, 细 菌 介 导 产 生 的 色 氨 酸 衍 生 的 生 物 活 性 的 含 吲 哚 代 谢 物, 如 吲 哚 磺 酸 酯 和 抗 氧 化 剂 吲 哚 3- 丙 酸 (IPA) 受 到 影 响 结 果 显 示 IPA 的 产 生 完 全 取 决 于 肠 道 微 生 物 是 否 存 在, 可 以 由 生 孢 梭 菌 菌 落 诱 导 产 生 肠 道 微 生 物 存 在 时, 多 种 含 苯 基 的 有 机 酸 也 明 显 增 加 研 究 显 示, 宿 主 对 肠 道 微 生 物 组 产 生 的 代 谢 物 表 现 出 广 泛 的 类 似 药 物 的 II 期 代 谢 响 应, 提 示, 肠 道 微 生 态 对 宿 主 的 药 物 代 谢 功 能 有 直 接 影 响 总 体 而 言, 这 些 结 果 说 明 细 菌 与 哺 乳 动 物 代 谢 之 间 存 在 明 显 的 相 互 作 用 5. 通 过 脑 脊 液 代 谢 组 分 析 研 究 SIV 感 染 恒 河 猴 中 枢 神 经 系 统 中 磷 脂 酶 表 达 的 变 化 Wikoff WR, Pendyala G, Siuzdak G, Fox HS. J Clin Invest Jul; 118(7): 摘 要 :HIV 能 在 感 染 早 期 侵 入 中 枢 神 经 系 统 (CNS), 在 疾 病 晚 期 引 发 痴 呆 和 脑 炎 本 文 采 用 总 体 代 谢 组 学 方 法 查 找 并 鉴 定 了 SIV 诱 导 CNS 疾 病 的 恒 河 猴 脑 脊 液 中 的 差 异 调 节 代 谢 物, 我 们 推 断 可 将 其 作 为 病 毒 诱 导 CNS 损 伤 的 生 物 标 志 物 筛 查 平 台 采 用 非 靶 向 基 于 质 量 的 代 谢 组 学 方 法, 首 先 采 用 毛 细 管 反 相 色 谱 分 离, 再 用 电 喷 雾 电 离 进 行 精 确 质 量 测 定, 然 后 用 新 的 非 线 性 数 据 校 正 和 在 线 数 据 库 筛 查 鉴 定 代 谢 物 对 病 毒 感 染 前 后 的 CSF 进 行 了 对 比 发 现 SIV 诱 导 脑 炎 的 代 谢 组 有 明 显 变 化 在 感 染 引 发 脑 炎 期 间 增 加 的 代 谢 物 包 括 肉 碱 乙 酰 肉 碱 脂 肪 酸 和 磷 脂 分 子 等 游 离 脂 肪 酸 和 溶 血 磷 脂 的 水 平 与 脑 炎 动 物 脑 中 特 异 性 磷 脂 酶 表 达 增 加 相 一 致 其 中, 一 种 能 释 放 大 量 已 知 脂 肪 酸 的 磷 脂 酶 A2 同 功 酶, 在 神 经 胶 质 激 活 的 脑 的 不 同 区 域, 而 不 是 与 SIV 感 染 和 炎 症 相 关 的 区 域 表 达 增 加, 提 示 感 染 后 的 脑 部 存 在 广 泛 的 变 化 对 特 异 性 代 谢 物 的 出 现 及 其 表 达 增 加 机 制 的 解 读, 说 明 基 于 质 量 的 代 谢 组 学 方 法 可 用 于 解 决 CNS 生 化 和 神 经 病 毒 学, 以 及 神 经 退 化 疾 病 方 面 的 问 题 106

107 6. 超 嗜 热 菌 环 境 适 应 中 转 录 组 蛋 白 质 组 和 代 谢 组 的 相 互 关 联 Trauger SA, Kalisak E, Kalisiak J, Morita H, Weinberg MV, Menon AL, Poole FL 2nd, Adams MW, Siuzdak G. J Proteome Res Mar; 7(3): Epub 2008 Feb 2. 摘 要 : 我 们 用 转 录 组 (DNA 微 阵 列 ) 蛋 白 质 组 和 代 谢 组 分 析 对 一 种 模 式 生 物 超 嗜 热 菌 从 95 C( 最 适 温 度 ) 到 72 C 低 温 适 应 时 的 总 体 分 子 变 化 进 行 了 全 面 表 征 相 同 组 别 样 品 的 代 谢 谱 分 析 表 明, 许 多 代 谢 物 出 现 下 调 但 也 发 现 一 些 代 谢 物 明 显 上 调 我 们 用 一 种 利 用 精 确 质 量 同 位 素 模 式 数 据 库 检 索 和 保 留 时 间 的 方 法 对 几 种 感 兴 趣 的 代 谢 物 进 行 了 鉴 定 结 果 发 现 许 多 上 调 的 代 谢 物 都 属 于 一 条 非 经 典 多 胺 生 物 合 成 通 路, 该 通 路 是 之 前 在 一 种 嗜 热 栖 热 菌 中 发 现 的 根 据 天 然 代 谢 物 和 高 纯 度 标 准 品 的 精 确 质 量 数 同 位 素 模 式 和 二 者 在 相 同 条 件 下 MS/MS 数 据 的 匹 配 度, 明 确 鉴 定 出 了 精 氨 酸 胍 丁 胺 亚 精 胺 和 支 链 多 胺 N4- 氨 基 丙 基 胍 丁 胺 和 N4-(N- 乙 酰 氨 基 丙 基 ) 胍 丁 胺 用 DNA 微 阵 列 和 非 标 记 图 谱 计 数 的 半 定 量 蛋 白 质 组 分 析 显 示, 大 部 分 下 调 的 基 因 具 有 多 种 与 生 长 相 关 的 预 期 功 能, 如 转 录 氨 基 酸 生 物 合 成 和 翻 译 但 通 过 测 量 相 关 mrna 和 蛋 白 质 的 水 平, 也 发 现 某 些 基 因 上 调 上 述 用 各 种 组 学 技 术 所 得 到 的 信 息 可 用 于 阐 释 总 体 分 子 变 化 及 其 内 在 关 联 7. DNA 免 疫 干 扰 脂 代 谢, 增 加 粥 样 硬 化 的 风 险 Yang F, Yan S, Wang F, He Y, Guo Y, Zhou Q, Wang Y, Zhang X, Zhang W, Sun S. J Proteome Res Feb; 7(2): Epub 2008 Jan 1. 摘 要 : 除 常 规 疫 苗 接 种 外,DNA 介 导 的 免 疫 已 成 为 预 防 和 治 疗 包 括 乙 肝 在 内 的 感 染 性 疾 病 的 另 一 种 方 法 为 了 确 定 几 组 能 够 用 于 DNA 疫 苗 有 效 性 和 安 全 性 评 估 的 血 清 蛋 白 质 和 代 谢 物 生 物 标 志 物, 用 综 合 的 多 系 统 生 物 学 方 法 对 分 别 接 种 DNA 疫 苗 重 组 蛋 白 质 粒 载 体 和 磷 酸 盐 缓 冲 液 的 大 鼠 进 行 了 研 究 用 双 向 电 泳 和 HPLC- 飞 行 时 间 质 谱 对 其 血 清 进 行 了 分 析 我 们 检 测 出 DNA 免 疫 大 鼠 的 血 清 中 植 物 鞘 氨 醇 二 氢 鞘 氨 醇 棕 榈 酰 肉 碱 和 神 经 酰 胺 升 高, 并 且 有 7 种 蛋 白 分 子 发 生 了 改 变, 包 括 载 脂 蛋 白 A-I 前 体 总 体 来 看, 这 些 结 果 提 示 DNA 疫 苗 刺 激 了 肝 脏 鞘 脂 合 成, 后 者 可 能 改 变 循 环 脂 蛋 白 的 结 构 并 促 进 动 脉 粥 样 硬 化 本 研 究 还 证 实 了 代 谢 组 学 和 蛋 白 质 组 学 在 确 定 DNA 疫 苗 介 导 的 代 谢 表 型 中 具 有 重 要 作 用 三 重 串 联 四 极 杆 质 谱 1. 多 种 方 法 分 析 斑 马 鱼 (Danio rerio) 肝 脏 代 谢 谱 Ong ES, Chor CF, Zou L, Ong CN. Mol Biosyst Mar; 5(3): Epub 2008 Dec 24. 摘 要 : 用 多 种 平 台 方 法, 包 括 1H NMR GC/MS 和 LC/MS, 对 雄 性 和 雌 性 斑 马 鱼 (Danio rerio) 的 肝 脏 生 化 谱 进 行 了 代 谢 组 学 研 究 测 定 前 验 证 了 三 种 方 法 的 重 现 性 和 可 靠 性 某 种 方 法 检 测 到 的 主 要 生 物 分 子, 再 用 其 它 方 法 进 行 交 叉 验 证 这 些 代 谢 物 包 括 用 1H NMR 和 GC/MS 测 定 的 碳 水 化 合 物 脂 类 氨 基 酸, 用 1H NMR 和 LC/MS 测 定 的 乙 酰 肉 碱 胆 碱 和 各 种 磷 脂 我 们 的 结 果 表 明,1H NMR 能 够 提 供 了 斑 马 鱼 肝 脏 中 葡 萄 糖 氨 基 酸 丙 酸 酯 和 其 它 小 分 子 生 化 组 分 的 全 面 信 息 另 外,GC/MS 适 用 于 分 析 胆 固 醇 饱 和 和 不 饱 和 脂 肪 酸, 而 LC/MS 最 适 合 分 析 脂 类 / 磷 脂 这 些 技 术 显 示, 雄 性 和 雌 性 斑 马 鱼 肝 组 织 提 取 液 的 生 化 谱 有 明 显 差 异 特 别 地, 我 们 注 意 到 虽 然 雄 性 和 雌 性 斑 马 鱼 肝 脏 的 碳 水 化 合 物 谱 没 有 明 显 区 别, 但 氨 基 酸 谱 差 异 却 相 当 明 显 另 外, 三 种 技 术 的 数 据 表 明, 虽 然 饱 和 脂 肪 酸 谱 相 似, 但 两 种 表 型 中 不 饱 和 脂 肪 酸 谱 却 不 同 上 述 结 果 提 示, 这 种 多 平 台 方 法 可 对 代 谢 组 进 行 全 面 检 测, 并 为 人 们 理 解 生 物 系 统 中 差 异 性 生 化 谱 的 意 义 提 供 了 有 价 值 的 信 息 107

108 2. 1H 核 磁 共 振 和 液 相 色 谱 / 质 谱 法 结 合 模 式 识 别 技 术 研 究 与 蛋 白 尿 相 关 的 代 谢 谱 Law W, Huang P, Ong ES, Sethi S, Saw S, Ong CN, Li S. J Proteome Res Feb 2. [Epub ahead of print] 摘 要 : 用 1H NMR 和 LC/MS 法, 结 合 模 式 识 别 工 具, 如 主 成 分 分 析 (PCA) 和 潜 在 结 构 判 别 正 交 投 影 分 析 (O-PLS-DA,orthogonal projection to latent structure discriminant analysis), 对 正 常 人 群 尿 蛋 白 增 高 相 关 的 尿 代 谢 谱 进 行 了 研 究 1H NMR 和 LC/MS 中 得 到 的 标 准 化 峰 强 度 用 非 参 数 双 尾 Mann-Whitney 检 验, 以 确 定 尿 蛋 白 增 高 相 关 的 潜 在 生 物 标 志 物 的 网 络 关 系 证 明 了 用 1H NMR 和 LC/MS 检 测 指 定 代 谢 物 的 特 异 性 我 们 初 步 获 得 的 实 验 数 据 显 示,LC/MS 可 以 得 到 更 有 特 色 的 代 谢 谱 图 患 者 组 中, 丙 氨 酸 犬 尿 酸 和 黄 尿 酸 的 变 化 可 能 与 色 氨 酸 代 谢 的 改 变 相 关 同 时, 患 者 组 中 参 与 三 羧 酸 循 环 氨 基 酸 代 谢 和 细 胞 功 能 的 其 它 代 谢 物 也 受 到 了 影 响 本 方 法 能 够 对 尿 蛋 白 增 高 所 引 起 的 代 谢 变 化 进 行 了 全 面 描 述, 证 明 了 采 用 多 种 诊 断 标 志 物 的 优 势 同 时, 目 前 的 工 作 表 明, 本 方 法 有 望 用 于 临 床, 是 一 种 经 济 的 带 有 模 式 识 别 工 具 的 高 通 量 分 析 解 决 方 案 3. 罗 格 列 酮 在 糖 尿 病 肾 病 治 疗 中 降 低 肾 脏 和 血 浆 氧 化 损 伤 标 志 物 水 平 并 逆 转 尿 代 谢 物 异 常 Zhang H, Saha J, Byun J, Schin M, Lorenz M, Kennedy RT, Kretzler M, Feldman EL, Pennathur S, Brosius FC 3rd. Am J Physiol Renal Physiol Oct; 295(4): F Epub 2008 Jul 30. 摘 要 : 最 近 的 研 究 显 示, 噻 唑 烷 二 酮 类 药 物 对 糖 尿 病 肾 病 (DN) 的 改 善 与 其 对 高 血 糖 症 的 作 用 无 关 在 本 研 究 中, 我 们 对 低 剂 量 链 脲 佐 菌 素 诱 导 的 糖 尿 病 DBA/2J 小 鼠 使 用 罗 格 列 酮, 结 果 DN 发 展 出 现 抑 制 并 出 现 多 个 氧 化 损 伤 标 志 物 的 逆 转 这 些 糖 尿 病 小 鼠 患 糖 尿 病 12 周 后 尿 蛋 白 增 高 14.2 倍, 肾 小 球 细 胞 间 质 增 生 53% 注 射 链 脲 佐 菌 素 2 周 后 开 始 罗 格 列 酮 给 药, 可 使 这 些 改 变 大 大 缓 解 罗 格 列 酮 不 影 响 血 糖 控 制 罗 格 列 酮 给 药 对 糖 尿 病 24 周 的 胰 岛 素 治 疗 小 鼠 也 有 类 似 作 用 罗 格 列 酮 作 用 于 12 和 24 周 糖 尿 病 模 型 后 抑 制 了 足 细 胞 减 少 和 肾 小 球 纤 维 连 接 蛋 白 聚 集, 及 其 它 早 期 EN 标 志 物 令 人 惊 讶 的 是, 糖 尿 病 动 物 中 肾 小 球 GLUT1 水 平 没 有 增 加, 而 肾 蛋 白 nephrin 水 平 也 未 下 降 ; 罗 格 列 酮 对 其 变 化 也 没 有 影 响 胰 岛 素 治 疗 的 24 周 糖 尿 病 动 物 的 蛋 白 氧 化 和 脂 质 过 氧 化 的 血 浆 和 肾 脏 标 志 物 仍 明 显 升 高, 而 罗 格 列 酮 可 使 其 水 平 接 近 正 常 最 终, 尿 代 谢 物 因 糖 尿 病 而 明 显 改 变 用 电 喷 雾 电 离 飞 行 时 间 质 谱 鉴 定 了 1,988 种 代 谢 物, 其 中 56 种 在 糖 尿 病 小 鼠 中 有 2 倍 以 上 的 改 变 其 中 的 21 种 经 罗 格 列 酮 治 疗 恢 复 正 常 因 此, 罗 格 列 酮 能 够 直 接 作 用 于 肾 小 球, 以 减 少 活 性 氧 的 聚 集, 从 而 防 止 1 型 糖 尿 病 小 鼠 发 展 成 DN 4. 可 溶 性 环 氧 化 物 水 解 酶 是 人 体 疾 病 大 鼠 模 型 心 力 衰 竭 的 敏 感 因 素 Monti J, Fischer J, Paskas S, Heinig M, Schulz H, Gösele C, Heuser A, Fischer R, Schmidt C, Schirdewan A, Gross V, Hummel O, Maatz H, Patone G, Saar K, Vingron M, Weldon SM, Lindpaintner K, Hammock BD, Rohde K, Dietz R, Cook SA, Schunck WH, Luft FC, Hubner N.Nat Genet May; 40(5): 摘 要 : 我 们 的 目 的 是 用 人 体 疾 病 大 鼠 模 型 研 究 与 心 力 衰 竭 相 关 的 基 因 变 异 我 们 对 用 杂 交 F2 代 自 发 性 高 血 压 心 脏 衰 竭 (SHHF) 大 鼠 和 对 照 组 大 鼠 进 行 了 介 入 性 心 脏 血 液 动 力 学 测 量 我 们 将 连 锁 分 析 与 全 基 因 组 表 达 谱 分 析 结 合, 从 SHHF 大 鼠 中 鉴 定 出 Ephx2 为 心 力 衰 竭 易 感 基 因 特 别 是, 我 们 发 现 Ephx2 与 心 力 衰 竭 及 转 录 表 达 蛋 白 表 达 和 酶 活 性 增 高 呈 顺 式 变 化, 导 致 心 脏 保 护 性 环 氧 二 十 碳 三 烯 酸 的 快 速 水 解 为 了 验 证 这 一 结 果, 我 们 用 基 因 敲 除 小 鼠 研 究 了 Ephx2 在 心 脏 衰 竭 中 的 作 用 Ephx2 基 因 敲 除 对 压 力 诱 导 的 心 力 衰 竭 和 心 律 失 常 有 保 护 作 用 我 们 进 一 步 证 明 了 在 人 心 力 衰 竭 中 EPHX2 的 差 异 调 节, 提 示 在 这 类 复 杂 疾 病 中 Ephx2 的 物 种 间 交 叉 作 用 108

109 5. 转 基 因 先 兆 子 痫 大 鼠 模 型 的 子 宫 血 管 功 能 Verlohren S, Niehoff M, Hering L, Geusens N, Herse F, Tintu AN, Plagemann A, LeNoble F, Pijnenborg R, Muller DN, Luft FC, Dudenhausen JW, Gollasch M, Dechend R. Hypertension Feb;51(2): Epub 2008 Jan 14. 摘 要 : 我 们 研 究 了 肾 素 - 血 管 紧 张 素 系 统 激 活 的 转 基 因 先 兆 子 痫 大 鼠 模 型 的 子 宫 内 发 育 迟 缓 内 皮 功 能 和 子 宫 动 脉 血 流 量 特 征 我 们 对 怀 孕 的 先 兆 子 痫 (SD-PE) 大 鼠 怀 孕 的 正 常 大 鼠 和 未 怀 孕 的 正 常 大 鼠 进 行 了 比 较 通 过 经 腹 超 声 发 现,SD-PE 胚 胎 子 宫 内 发 育 迟 缓 剥 离 SD-PE 大 鼠 子 宫 动 脉, 与 苯 肾 上 腺 素 一 起 孵 育, 显 示 收 缩 响 应 增 加, 与 对 照 组 相 比, 单 次 高 剂 量 乙 酰 胆 碱 的 血 管 舒 张 作 用 减 弱 低 剂 量 时, 乙 酰 胆 碱 剂 量 增 加 能 够 促 进 SD-PE 血 管 舒 张, 但 在 高 剂 量 乙 酰 胆 碱 作 用 下, 却 引 起 反 常 收 缩 消 炎 痛 和 血 栓 烷 受 体 拮 抗 剂 (SQ 29,548) 能 够 阻 断 这 一 作 用, 提 示 为 母 系 遗 传 的 前 列 腺 素 依 赖 的 内 皮 机 能 障 碍 与 正 常 怀 孕 SD 大 鼠 或 未 怀 孕 SD 大 鼠 相 比,SD-PE 大 鼠 血 清 中 前 列 环 素 (6- 酮 基 - 前 列 腺 素 F1): 血 栓 烷 比 例 降 低 出 乎 意 料 的 是, 与 正 常 怀 孕 的 SD 大 鼠 相 比,SD-PE 大 鼠 怀 孕 期 间 其 多 普 勒 阻 力 指 数 降 低, 提 示 其 子 宫 动 脉 胎 盘 血 流 量 未 减 少 所 有 各 组 中 的 脐 血 流 量 未 随 舒 张 末 期 血 流 缺 失 而 改 变 肾 素 - 血 管 紧 张 素 系 统 激 活 诱 导 的 先 兆 子 痫 与 胎 盘 改 变 阻 力 指 数 改 变 及 内 皮 功 能 障 碍 有 关 前 列 环 素 : 血 栓 烷 的 比 例 失 调 可 能 是 一 个 重 要 因 素 6. 用 液 相 色 谱 / 三 重 串 联 四 极 杆 质 谱 多 反 应 监 测 检 测 并 定 量 人 血 清 中 脂 溶 性 维 生 素 及 代 谢 物 Priego Capote F, Jiménez JR, Granados JM, de Castro MD. Rapid Commun Mass Spectrom. 2007; 21(11): 摘 要 : 建 立 了 用 液 相 色 谱 / 电 喷 雾 电 离 串 联 质 谱 (LC/ESI-MS/MS) 正 离 子 模 式 测 定 人 血 清 中 脂 溶 性 维 生 素 K(1), K(3), A, D(2), D(3) 和 E ( 和 维 生 素 E) 及 代 谢 物 25- 羟 基 维 生 素 D(2) 和 D(3), 以 及 1,25- 二 羟 基 维 生 素 D(3) 的 方 法 利 用 母 离 子 到 子 离 子 的 最 典 型 跃 迁, 高 选 择 性 地 鉴 定 了 血 清 中 的 目 标 化 合 物 通 过 对 每 个 分 析 物 最 灵 敏 的 跃 迁 离 子 进 行 定 量 MS/MS 多 反 应 监 测 分 析, 以 获 得 低 检 测 限 ( 血 清 浓 度 从 到 0.3 ng/ml) 分 析 使 用 1 ml 血 清, 先 沉 淀 蛋 白, 然 后 经 液 - 液 萃 取 入 有 机 相, 蒸 发 干 燥 后 用 甲 醇 复 溶 整 个 方 法 的 精 密 度 日 内 变 异 为 %, 日 间 变 异 为 % 方 法 通 过 标 准 品 检 测 进 行 了 验 证, 证 实 能 够 提 供 临 床 和 代 谢 组 学 研 究 感 兴 趣 的 脂 溶 性 维 生 素 谱 的 全 部 信 息 7. 通 过 液 相 色 谱 串 联 质 谱 测 定 血 清 中 的 泛 醇 -10 和 泛 醌 -10( 辅 酶 Q10) 评 价 氧 化 应 激 Ruiz-Jiménez J, Priego-Capote F, Mata-Granados JM, Quesada JM, Luque de Castro MD. J Chromatogr A Dec 21; 1175(2): Epub 2007 Oct 25. 摘 要 : 建 立 了 快 速 并 且 同 时 测 定 人 血 清 中 泛 醌 -10 ( 辅 酶 Q10, CoQ(10)) 及 其 还 原 型 泛 醇 -10 (CoQ(10)H(2)) 的 LCMS-MS 正 离 子 模 式 电 喷 雾 电 离 方 法 通 过 监 测 从 母 离 子 到 子 离 子 的 跃 迁 实 现 了 对 两 种 分 析 物 的 高 选 择 性 鉴 定 和 高 灵 敏 度 定 量 在 色 谱 分 析 之 前, 对 血 清 样 品 (100 微 升 ) 进 行 了 蛋 白 沉 淀 液 - 液 萃 取 蒸 发 干 燥 和 用 95:5 甲 醇 / 己 烷 (V/V) 复 溶 等 常 规 前 处 理 整 个 方 法 CoQ(10) 和 CoQ(10)H(2) 的 血 清 最 低 检 测 限 分 别 达 5.49 和 15.8 ng/ml 通 过 检 测 加 标 血 清 检 验 了 准 确 度 和 潜 在 的 基 质 效 应, 测 得 回 收 率 在 到 % 之 间 将 此 方 法 用 于 健 康 中 年 女 性 血 清 样 品 的 测 定, 将 CoQ(10)H(2)/CoQ(10) 比 值 作 为 衡 量 氧 化 应 激 的 标 志 物 109

110 2.1.2 气 质 联 用 篇 1. 用 气 相 色 谱 质 谱 联 用 对 肝 移 植 大 鼠 血 清 和 肝 脏 代 谢 组 进 行 综 合 分 析 Wang Y, Tao Y, Lin Y, Liang L, Wu Y, Qu H, Liang T, Cheng Y.Anal Chim Acta Feb 2;633(1): Epub 2008 Nov 25. 摘 要 : 在 本 文 中, 我 们 报 导 了 一 个 研 究 肝 移 植 大 鼠 血 清 和 肝 脏 组 织 异 常 代 谢 过 程 的 代 谢 组 学 方 法 为 雄 性 Lewis 大 鼠 进 行 了 同 基 因 移 植 分 别 在 移 植 1 3 和 7 天 后 取 血 清 和 移 植 的 肝 脏, 用 气 相 色 谱 质 谱 联 用 法 (GC-MS) 对 内 源 性 代 谢 物 进 行 分 析 经 验 证, 该 方 法 具 有 良 好 的 线 性 范 围 精 密 度 和 重 现 性 使 用 该 方 法 鉴 定 出 血 清 中 的 34 种 代 谢 物 和 肝 脏 中 的 29 种 代 谢 物 相 关 性 分 析 结 果 表 明 肝 脏 和 血 清 中 具 有 相 似 功 能 的 代 谢 物 出 现 了 类 似 的 变 化 主 成 分 分 析 (PCA) 显 示 了 时 间 相 关 的 生 化 改 变 根 据 现 有 研 究 可 以 提 出 原 位 肝 移 植 病 理 生 理 机 制 中 的 特 异 通 路 2. 化 学 衍 生 后 采 用 气 相 色 谱 质 谱 联 用 研 究 肝 癌 病 人 的 血 清 代 谢 组 Xue R, Lin Z, Deng C, Dong L, Liu T, Wang J, Shen X.Rapid Commun Mass Spectrom Oct;22(19): 摘 要 : 本 文 的 目 的 是 研 究 肝 癌 (HCC,n=20) 男 性 病 人 和 正 常 男 性 (n=20) 之 间 的 血 清 代 谢 差 异 经 衍 生 化 修 饰 后 用 气 相 色 谱 / 质 谱 (GC/MS) 检 测 血 清 代 谢 组 所 收 集 的 GC/MS 数 据 用 逐 步 判 别 分 析 法 (SDA) 和 支 持 向 量 机 (SVM) 进 行 分 析 多 种 代 谢 物 包 括 丁 酸 乙 亚 胺 酸 甘 油 L- 异 亮 氨 酸 L- 缬 氨 酸 氨 基 丙 二 酸 D- 赤 藓 糖 十 六 酸 和 9,12- 二 烯 十 八 酸, 在 两 组 中 呈 现 明 显 差 别 利 用 这 些 差 别, 我 们 的 方 法 给 出 了 能 够 完 全 判 别 HCC 病 人 和 正 常 人 的 诊 断 模 型 更 重 要 的 是, 每 组 的 错 误 计 数 为 0% 经 SVM 20 折 交 叉 验 证, 判 别 功 能 的 聚 类 准 确 度 为 75% 这 项 技 术 与 传 统 方 法 不 同, 有 望 成 为 HCC 诊 断 的 有 用 工 具 3. 用 相 异 性 指 数 主 对 应 分 析 和 秩 检 验 建 立 人 体 汗 液 代 谢 组 气 相 色 谱 / 质 谱 峰 列 表 Xu Y, Gong F, Dixon SJ, Brereton RG, Soini HA, Novotny MV,Oberzaucher E, Grammer K, Penn DJ. Anal Chem Aug 1; 79(15): Epub 2007 Jun 30. 摘 要 : 代 谢 组 学 中 的 主 要 工 作 是 运 用 主 成 分 分 析 法 (PCA) 和 偏 最 小 二 乘 法, 首 先 确 定 样 品 是 否 处 于 大 组 之 中 但 是, 分 析 化 学 家 很 少 处 理 单 独 的 指 纹 识 别 问 题, 为 了 更 有 效 地 进 行 这 一 工 作, 需 要 研 究 大 量 小 组 别, 而 不 是 少 量 大 组 别, 并 需 要 本 文 所 报 导 的 不 同 方 法 另 外, 许 多 哺 乳 动 物 和 人 的 代 谢 组 学 研 究 涉 及 到 分 析 只 在 某 部 分 样 品 中 存 在 的 化 合 物 ( 或 色 谱 峰 ), 而 PCA 的 常 规 方 法 不 适 宜 处 理 稀 的 基 质, 可 能 会 有 很 多 个 0 但 可 以 通 过 主 对 应 分 析 (principal coordinates analysis (PCO)), 可 以 开 发 出 大 量 定 性 相 似 度 测 量 方 法, 来 完 成 这 一 工 作 可 以 看 出,PCA 值 是 采 用 定 量 相 似 度 测 量 的 PCO 值 的 特 例 我 们 用 将 近 1000 个 人 体 汗 液 标 本 的 气 相 色 谱 / 质 谱 分 析 数 据 进 行 了 大 样 本 研 究, 这 些 标 本 来 自 Carinthia( 南 奥 地 利 )200 个 不 同 个 体,10 周 内 每 两 周 取 样 一 次, 并 按 家 庭 分 组 第 一 步 是 制 作 了 一 张 色 谱 峰 列 表, 需 要 进 行 色 谱 峰 识 别 校 准 和 积 分 从 5080 个 峰 中 选 出 了 373 个, 这 些 峰 至 少 在 某 个 人 连 续 5 次 的 取 样 中 存 在 4 次 进 行 定 性 ( 存 在 与 否 ) 和 定 量 ( 相 当 于 PCA) 相 似 度 测 量 计 算 对 这 些 相 似 度 矩 阵 进 行 PCO 和 Kolomorogov-Smirnoff (KS) 秩 检 验 结 果 表 明 这 些 数 据 组 中 存 在 可 重 现 的 个 体 指 纹, 最 好 用 Hotelling t2 统 计 的 PCO 值 和 KS 秩 检 验 相 关 的 可 能 性 赋 值 表 示 的 定 性 相 似 度 来 表 示 4. 肾 上 腺 功 能 初 现 的 尿 液 标 志 物 :3-18 岁 正 常 人 参 考 值 Remer T, Boye KR, Hartmann MF, Wudy SA.J Clin Endocrinol Metab Apr;90(4): Epub 2005 Jan 25. 摘 要 : 目 前 还 没 有 正 常 人 生 长 过 程 中 尿 中 排 泄 脱 氢 表 睾 酮 (DHEA) 及 其 直 接 代 谢 产 物 的 信 息 我 们 用 气 相 色 谱 - 质 谱 尿 类 固 醇 谱 型 分 析, 无 创 研 究 了 400 名 3-18 岁 正 常 人 肾 上 腺 功 能 初 现 的 代 谢 组 在 7-8 岁 之 前 24 小 时 尿 中 DHEA 的 分 泌 水 平 无 明 显 增 加 但 DHEA 与 其 16- 羟 基 化 下 游 代 谢 物,16- 羟 基 -DHEA 和 3- 羟 基 -DHEA 和 3, 16, 17- 雄 烯 三 酮 (DHEA&M), 以 及 DHEA 代 谢 物,5- 雄 烯 - 3,17- 二 醇 (ADIOL), 以 及 总 的 尿 雄 激 素 代 谢 物 (C19) 从 最 小 年 龄 组 到 最 大 年 龄 组 均 出 现 持 续 升 高 从 3 岁 到 8 岁, 男 性 和 女 性 110

111 24 小 时 尿 液 排 泄 的 C19 ADIOL 和 DHEA&M 增 加 了 2 到 4 倍 (P < 0.01) 例 如, 在 这 一 阶 段,DHEA&M 从 20 毫 克 / 日 升 高 到 80 毫 克 / 日 (P< ) 到 16 岁,DHEA&M 分 泌 继 续 增 加 到 接 近 1000 毫 克 / 日 评 估 了 类 固 醇 生 成 酶 的 活 性 状 态 ( 根 据 尿 类 固 醇 代 谢 物 的 特 定 比 值 ), 包 括 21 羟 基 化 酶 3- 羟 基 类 固 醇 脱 氢 酶 17- 羟 基 类 固 醇 脱 氢 酶 和 5 还 原 酶 我 们 的 结 果 表 明, 正 常 男 孩 和 女 孩 肾 上 腺 功 能 初 现 是 一 个 渐 进 过 程, 它 的 出 现 明 显 早 于 目 前 公 认 的 时 间 DHEA 的 有 效 代 谢, 尤 其 是 生 成 16 羟 基 化 类 固 醇, 或 许 可 以 解 释 7-8 岁 前 体 内 DHEA 水 平 的 恒 定 我 们 所 给 出 的 DHEA DHEA&M ADIOL C19 ( 包 括 雄 激 素 和 雌 激 素 ), 以 及 尿 中 类 固 醇 生 成 酶 活 性 参 数 的 参 考 值, 有 助 于 了 解 肾 上 腺 功 能 初 现 的 渐 进 成 熟 过 程 中 营 养 环 境 和 病 理 生 理 的 相 互 关 系 这 些 数 据 还 可 以 作 为 类 固 醇 相 关 疾 病 的 诊 断 参 考 值 5. 异 戊 酸 血 症 相 关 氨 基 酸 异 常 产 生 的 19 种 新 代 谢 物 的 鉴 定 Loots DT, Erasmus E, Mienie LJ.Clin Chem Aug; 51(8): 用 1H NMR 和 GC/MS 研 究 蚯 蚓 接 触 亚 致 死 量 DDT 和 硫 丹 后 的 代 谢 谱 变 化 McKelvie JR, Yuk J, Xu Y, Simpson AJ and Simpson MJ Metabolomics :84 94 摘 要 : 用 质 子 核 磁 共 振 (1H NMR) 和 主 成 分 分 析 (PCA) 表 征 了 蚯 蚓 ( 赤 子 爱 胜 蚓 ) 对 两 种 农 药 ( 双 对 氯 苯 基 三 氯 乙 烷 (DDT) 和 硫 丹 ) 的 代 谢 响 应 PCA 载 荷 散 点 图 显 示, 给 药 组 ( 两 种 化 合 物 给 药 剂 量 0.5, 1.0 和 2.0 µg/cm 2 ) 与 对 照 组 之 间 主 要 的 差 异 代 谢 物 有 麦 芽 糖 亮 氨 酸 和 丙 氨 酸 用 气 相 色 谱 / 质 谱 (GC/MS) 对 赤 子 爱 胜 蚓 中 的 代 谢 物 进 行 了 了 定 量, 以 确 定 麦 芽 糖 亮 氨 酸 和 丙 氨 酸 对 DDT 和 硫 丹 响 应 (0.5 和 1.0 µg/cm 2 ) 的 改 变 是 否 可 重 复, 是 否 大 于 自 然 变 异 GC/MS 的 定 量 结 果 显 示, 麦 芽 糖 不 是 可 靠 的 生 物 标 志 物, 因 为 蚯 蚓 接 触 DDT 时 它 的 含 量 有 的 增 加 有 的 减 少, 而 接 触 硫 丹 时 也 仅 增 加 3% 亮 氨 酸 在 本 研 究 所 用 的 GC/MS 衍 生 反 应 中 不 稳 定, 不 能 确 定 为 可 靠 的 生 物 标 志 物 然 而, 丙 氨 酸 在 赤 子 爱 胜 蚓 接 触 DDT 和 硫 丹 两 种 杀 虫 剂 时 却 一 致 性 地 增 加 对 照 组 蚯 蚓 中 丙 氨 酸 含 量 呈 相 当 大 的 波 动 (±41.6%), 而 丙 氨 酸 与 甘 氨 酸 的 比 值 变 异 只 有 ±10.5% 1.0 µg/cm 2 DDT 和 0.5 与 1.0 µg/cm 2 硫 丹 作 用 下, 丙 氨 酸 与 甘 氨 酸 的 比 值 相 比 对 照 组 有 统 计 学 差 义 (P < 0.05), 提 示 丙 氨 酸 与 甘 氨 酸 比 例 偏 离 正 常 稳 态 值 1.5, 可 以 作 为 进 一 步 研 究 DTT 和 硫 丹 接 触 的 潜 在 生 物 标 志 物 Abundance SIM Counts x Ratio=23.3 MRM MRM S/N = Time Aquisition Time (min) Abundance Time Counts x Ratio= Aquisition Time (min) S/N = 456 Abundance Time Counts x Ratio= Aquisition Time (min) S/N =

112 2.2 植物/微生物代谢组学 液质联用篇 三重串联四极杆质谱 1. 饱和极长链脂肪酸通过活化乙烯生物合成促进棉纤维和拟南芥细胞伸长 Qin YM, Hu CY, Pang Y, Kastaniotis AJ, Hiltunen JK, Zhu YX. Plant Cell Nov; 19(11): Epub 2007 Nov 9. 摘要 脂肪酸是所有有机体膜生物合成的基本物质 并在许多动物中充 当信号分子 在这里 我们发现向胚胎培养基中加入外源性的饱和极长 链脂肪酸 (VLCFAs; C20:0 到 C30:0) 可明显促进棉花 (Gossypium hirsutum) 纤维细胞伸长 而能够抑制 VLCFA 生物合成的乙草胺 (2-氯-N-[乙氧甲基] -N- [2-乙 基 -6-甲 基 苯 基 ]-乙 酰 胺 ACE) 可 抑 制 纤 维 生 长 木 蜡 酸 (C24:0) 可以对抗这种抑制 伸长中的纤维具有比野生型或无絮突变胚胎中 明显增高的 VLCFA 含量 乙烯不能被 ACE 抑制 而 C24:0 在乙烯生物合成抑制剂 1-[2-氨基乙氧基乙烯基]-甘氨酸 存在时不活 跃 表明 VLCFA 可能在乙烯上游发生作用 C24:0 诱导 ACO 1-氨基环丙烷-1-羧酸氧化酶 转录水平快速 明显升高 从而使乙 烯大量产生 C24:0 还促进了后期丝氨酸十六酰转移酶的表达 从而增加鞘脂生物合成 C24:0 的应用不仅刺激拟南芥根细胞生 长 而且能够弥补 cut1 表型 CUT1 背景中编码棉 3-酮脂酰-辅酶 A 合成的 Gh KCS13/CER6 的转基因表达 也能得到类似结果 拟南芥茎伸长的促进伴随着 ACO 转录本水平的增加 所以 VLCFA 可能通过激活乙烯生物合成参与棉纤维和多种拟南芥细胞类型 的最大化生长 气质联用篇 1. 拟南芥 10-甲酰基四氢叶酸去甲酰酶在光呼吸作用中的重要性 Collakova E, Goyer A, Naponelli V, Krassovskaya I, Gregory JF 3rd, Hanson AD, Shachar-Hill Y. Plant Cell Jul; 20(7): Epub 2008 Jul 15. 摘要 在原核生物中 PurU (10-甲酰基四氢叶酸 [THF] 去甲酰酶 ) 在嘌呤和甘氨酸生物合成中将 10-甲酰基 THF 代谢成甲酸和 THF 拟南芥基因组含有两个公认的 puru 基因 At4g17360 和 At5g47435 同时敲除这些基因后 植物会比野生型更小 颜色更 浅 在上述基因双敲除 (dko) 的植物中甘氨酸水平提高了 70 倍 5-和 10-甲酰基 THF 水平持续增长 dko 的胚胎在胚芽和早期子 叶形成阶段发育终止 dko 的成熟种子外表皱缩 内含脂质少 且不能发芽 但 dko 只是在某些条件下导致死亡 并且在无光呼 吸的环境下可被生长所修复 另外 培育的 dko 长角果在蔗糖存在的条件下可恢复正常的胚胎发育和种子活性 提示种子和胚胎 的发育表型是母体效应的结果 我们的发现与光呼吸中 At4g17360 和 At5g47435 蛋白的参与相符 这两种蛋白能阻止 5-甲酰基 THF 过量蓄积 是甘氨酸脱羧酶/丝氨酸羟甲基转移酶复合物的潜在抑制剂 去除编码双功能 5,10-亚甲基 THF 脱氢酶/5, 10-次甲 基 THF 环水解酶 作用于 5-甲酰基THF 形成的上游 的 At2g38660 基因后 dko 植物恢复了其野生型表型 进一步证明了这 一点 112

113 2. 颤 杨 叶 片 生 长 中 库 源 过 渡 的 代 谢 谱 分 析 Jeong ML, Jiang H, Chen HS, Tsai CJ, Harding SA. Plant Physiol Oct; 136(2): Epub 2004 Sep 24. 摘 要 : 对 杨 树 (Populus tremuloides Michx.) 叶 片 生 长 库 源 过 渡 带 的 小 分 子 极 性 代 谢 物 进 行 了 比 较 250 到 300 个 常 规 分 离 峰 的 约 25% 得 到 了 鉴 定, 其 中 丰 度 最 高 的 有 碳 水 化 合 物 有 机 酸 和 氨 基 酸 其 中 三 分 之 二 的 代 谢 物 在 叶 片 生 长 过 程 中 呈 4 倍 以 上 的 变 化 在 光 合 成 和 光 呼 吸 测 量 中, 代 谢 谱 数 据 得 到 的 信 息 与 碳 异 养 和 碳 自 养 代 谢 预 测 趋 势 相 一 致 Suc 浓 度 在 整 个 展 叶 期 均 增 高, 而 六 碳 糖 的 浓 度 在 展 叶 中 期 达 到 峰 值, 然 后 锐 降 展 叶 期 间 氨 基 酸 浓 度 普 遍 降 低, 但 苯 丙 氨 酸 在 初 期 增 高, 随 后 甘 氨 酸 和 丝 氨 酸 增 高, 分 别 反 映 了 生 长 对 二 级 代 谢 和 光 呼 吸 的 影 响 苹 果 酸 盐 浓 度 和 天 门 冬 酰 胺 转 移 酶 活 性 的 持 续 改 变 标 志 着 硝 酸 盐 的 吸 收 和 贮 存 的 天 门 冬 酰 胺 的 利 用 主 成 分 分 析 和 聚 类 分 析 有 助 于 对 涉 及 碳 和 氮 吸 收 动 态 变 化 的 细 胞 壁 成 熟 ( 果 胶 质 半 纤 维 素 和 草 酸 盐 ) 和 细 胞 膜 生 物 发 生 相 关 的 标 志 物 进 行 分 组 代 谢 谱 分 析 将 促 进 对 库 源 发 育 期 间 生 长 方 式 和 碳 分 配 模 式 以 及 对 刺 激 的 响 应 有 很 大 差 别 的 杨 树 的 氮 利 用 和 细 胞 发 育 研 究 3. 气 相 色 谱 / 质 谱 法 在 微 生 物 代 谢 组 学 中 的 应 用 Koek MM, Muilwijk B, van der Werf MJ, Hankemeier T. Anal Chem Feb 15; 78(4): 摘 要 : 建 立 了 用 于 细 菌 代 谢 组 学 分 析 的 方 法, 包 括 肟 化 和 硅 烷 化 衍 生 反 应 及 后 续 的 气 相 色 谱 与 质 谱 联 用 分 析 微 生 物 基 质 中 含 有 许 多 可 能 干 扰 衍 生 化 或 分 析 过 程 的 化 合 物, 如 高 浓 度 盐 复 杂 基 质 或 缓 冲 液 组 分, 或 浓 度 很 高 的 底 物 及 产 物 用 不 同 微 生 物, 如 枯 草 杆 菌 费 氏 丙 酸 杆 菌 和 大 肠 杆 菌 对 这 一 方 法 进 行 了 广 泛 验 证 本 法 能 够 分 析 许 多 类 别 的 代 谢 物 : 醇 类 醛 类 氨 基 酸 胺 类 脂 肪 酸 ( 含 磷 -) 有 机 酸 糖 类 糖 酸 ( 酰 基 -) 糖 胺 糖 磷 酸 盐 嘌 呤 嘧 啶 和 芳 香 化 合 物 等 实 验 证 明 衍 生 反 应 有 效 (>50% 转 化 为 衍 生 形 式 ) 而 且 可 重 复 ( 相 对 标 准 偏 差 <10%) 大 多 数 代 谢 物 的 线 性 度 令 人 满 意, 回 归 系 数 大 于 定 量 限 为 柱 上 pg, 或 微 生 物 细 胞 ( 干 重 ) mmol/g 一 般 情 况 下, 细 胞 提 取 物 代 谢 物 分 析 的 批 内 精 密 度 ( 重 复 性 ) 和 批 间 精 密 度 ( 重 现 性 ) 分 别 优 于 10 和 15% 尽 管 该 方 法 并 非 靶 向 手 段, 并 且 微 生 物 基 质 成 分 复 杂, 但 大 多 数 代 谢 物 的 分 析 结 果 均 能 满 足 生 物 分 析 中 靶 向 分 析 的 要 求 通 过 分 析 不 同 生 长 期 的 大 肠 杆 菌 样 品 验 证 了 该 方 法 的 适 用 性 113

114 2.3 农业/食品/保健品研究中的代谢组学 液质联用篇 飞行时间质谱/四极杆-飞行时间质谱 1. 用 LC/TOF-MS 对培养基和干无花果培养真菌的二级代谢物进行快速分析 Senyuva HZ, Gilbert J, Oztürko lu S.Anal Chim Acta Jun 9; 617(1-2): Epub 2008 Jan 16. 摘要 建立了液相色谱-飞行时间质谱 (LC/TOF-MS) 分析真菌代谢谱的方法 通过向空白培养基中添加黄曲霉素 赭曲霉素 单端 孢霉烯族毒素和其它代谢物 考察了方法的质量准确度 选择性 特异性 和重现性 经过提取和 LC/TOFMS 分析后 用一个专 门构建的含 465 个二级代谢物的数据库对标准品进行了正确鉴定 用在各种培养基上生长 7-14 天的 11 种产毒真菌和 4 种非产毒 真菌验证了方法的可行性 还用本法检测了两种在 射线照射灭菌的干无花果中培养 7-14 天的产毒真菌 A.flavus ( ) 和 A. parasiticus ( ) 取附带部分培养基或干无花果的菌丝样品 用溶剂法提取 然后用快速分离微径 LC 柱进行 LC/TOF-MS 分 析 数据用聚类分析进行处理 结果表明 用电喷雾 (ESI)-TOF-MS 可以对粗提的代谢物进行明确鉴定 采用基础代谢物数据库 可以鉴定培养基分离液中的预期代谢物 方法快速而简便 可用于每日监测灭菌无花果中这些代谢物的浓度 在 14 天当中 黄 曲霉素和曲酸在 5-6 天时达到最大值 而 5-甲氧基柄曲霉素则保持相对恒定 除了预计产生的已知代谢物 还鉴定出了异烟棒曲 霉素 A 烟曲霉素 烟曲霉文 B 畸形素 (多肽) 曲霉酸 土曲菌酮 青地霉素和青霉酸 三重串联四极杆质谱 1. 利用液相色谱/三重串联四极杆质谱多反应监测优化离子选择评估油橄榄类保健品 Luján RJ, Capote FP, Marinas A, de Castro MD. Rapid Commun Mass Spectrom. 2008; 22(6): 摘要 选定了对橄榄树原料提取物中最受重视的亲水性生物酚进行鉴定和定量的最佳跃迁离子 该生物酚因其保健功能而受到重 视 测试原料为特级初榨橄榄油 榨油后的废料 (通常称为 alperujo) 以及橄榄树材料 如树叶 小枝和果核 采用配备三重串 联四极杆 (QQQ) 质量检测器的液相色谱/串联质谱 (LC/MS/MS) 对目标生物酚进行检测和定量 色谱仪和 QQQ 之间的接口为负离 子模式电喷雾离子源 对最具代表性的母离子转化为不同子离子的离子跃迁进行多反应监测 (MRM) 验证了本方法对生物酚的高 特异性鉴定能力 用每个分析物优选的最灵敏的离子跃迁进行定量 MS/MS 分析 各提取物的检测限为 5.10 到 ng/ml 不 等 用不同方法从检测样品中提取生物酚 初榨橄榄油用液液萃取 橄榄叶 树枝和果核用微波辅助浸出 废弃物用加压液体浸 出 本研究所提供的信息将有助于了解分离各种保健生物酚的最适合原料及油橄榄的完整成分谱 114

115 2. 葡 萄 果 实 中 多 酚 的 快 速 分 离 液 相 色 谱 / 质 谱 检 测 和 定 量 Cavaliere C, Foglia P, Gubbiotti R, Sacchetti P, Samperi R,Laganà A.Rapid Commun Mass Spectrom Oct; 22(20): 摘 要 : 建 立 了 葡 萄 皮 和 葡 萄 籽 中 多 酚 的 快 速 分 离 液 相 色 谱 / 质 谱 (RRLC/MS) 检 测 和 定 量 方 法 无 果 肉 葡 萄 皮 用 液 氮 处 理, 并 研 磨 ; 对 葡 萄 籽 也 进 行 研 磨 然 后 取 3 g 样 品 用 30 ml 甲 醇 / 水 / 甲 酸 70:30:1 (v/v/v) 超 声 下 提 取, 将 1 微 升 最 终 提 取 物 注 入 两 根 串 联 的 100 x 2.1 mm 内 径,1.8 微 米 Zorbax Eclipseplus C18 柱 中 用 酸 化 的 乙 腈 / 甲 醇 50:50 (v/v) / 水 进 行 梯 度 洗 脱, 对 化 合 物 进 行 分 离 柱 温 恒 定 在 70 C 用 配 置 电 喷 雾 离 子 源 的 安 捷 伦 6410 三 重 串 联 四 极 杆 质 谱 仪 进 行 质 谱 分 析 采 用 正 离 子 和 负 离 子 MS/MS 子 离 子 扫 描 进 行 化 合 物 鉴 定, 采 用 m/z 范 围 的 正 离 子 全 扫 描 质 谱 进 行 定 量 通 过 对 质 谱 图 进 行 比 对, 鉴 定 出 了 多 种 黄 酮 醇 黄 烷 -3- 醇 花 青 素 和 芪 类 化 合 物 用 外 标 法 进 行 定 量, 浓 度 值 扣 除 了 基 质 效 应, 基 质 效 应 由 其 它 实 验 检 测 对 没 有 市 售 标 准 品 的 化 合 物 进 行 了 半 定 量 测 定 回 收 率 为 %, 相 对 标 准 偏 差 (RSD) <5%, 样 品 之 间 的 RSD 为 4-12% 用 两 种 代 用 标 准 品 进 行 质 量 控 制 用 上 述 方 法 比 较 了 三 种 成 熟 期 和 贮 存 6 周 的 酿 酒 葡 萄 中 的 多 酚 的 含 量 结 果 显 示, 贮 存 过 程 中 多 酚 含 量 减 少 了 一 半 3. 采 用 气 相 色 谱 / 质 谱 液 相 色 谱 / 质 谱 和 (1)H NMR 研 究 饮 用 绿 茶 后 的 人 尿 代 谢 组 学 的 变 化 Law WS, Huang PY, Ong ES, Ong CN, Li SF, Pasikanti KK, Chan EC.Rapid Commun Mass Spectrom Aug; 22(16): 摘 要 : 用 气 相 色 谱 / 质 谱 (GC/MS) 液 相 色 谱 / 质 谱 (LC/MS) 和 (1)HNMR 法, 结 合 模 式 识 别 技 术 如 主 成 分 分 析 (PCA), 研 究 了 饮 用 绿 茶 后 的 人 尿 代 谢 谱 的 变 化 根 据 GC/MS 和 LC/MS 中 得 到 的 标 准 化 峰 面 积 和 (1)H NMR 得 到 的 峰 高, 采 用 统 计 学 分 析 鉴 定 潜 在 的 生 物 标 志 物 GC/MS 的 代 谢 谱 分 析 提 供 了 代 谢 物 不 同 的 定 量 特 征, 可 以 用 于 表 征 人 体 尿 样 中 的 分 子 变 化 对 LC/MS 和 (1)H NMR 测 定 的 饮 用 绿 茶 前 后 人 体 尿 样 代 谢 物 标 准 化 代 谢 组 学 数 据 进 行 比 较, 其 中 重 叠 峰 的 存 在 证 明 了 这 一 方 法 及 标 准 化 程 序 的 可 靠 性 LC/MS 与 (1)H NMR 数 据 高 度 一 致, 表 明 LC/MS 对 早 期 洗 脱 代 谢 物 的 离 子 抑 制 效 应 并 不 明 显 同 时, 也 证 明 了 (1)H NMR 和 LC/MS 对 指 定 代 谢 物 检 测 的 特 异 性 我 们 的 数 据 显 示, 饮 用 绿 茶 后, 与 糖 代 谢 三 羧 酸 循 环 和 氨 基 酸 代 谢 相 关 的 许 多 代 谢 物 立 刻 受 到 影 响 这 一 方 法 更 为 完 整 地 反 映 了 饮 用 绿 茶 后 人 尿 的 代 谢 物 变 化 这 种 多 分 析 方 法 与 模 式 识 别 工 具 的 组 合 是 研 究 植 物 萃 取 液 及 药 用 植 物 摄 入 后 代 谢 谱 变 化 的 有 用 平 台 气 质 联 用 篇 1. 田 间 栽 培 转 基 因 小 麦 实 质 等 同 性 的 代 谢 组 学 研 究 Baker JM, Hawkins ND, Ward JL, Lovegrove A, Napier JA, Shewry PR, Beale MH. Plant Biotechnol J Jul; 4(4): 摘 要 : 为 检 测 表 达 额 外 高 分 子 量 亚 单 位 基 因 的 三 种 转 基 因 小 麦 及 相 应 亲 本 系 ( 两 个 品 系 加 无 效 转 化 体 ) 的 实 质 等 同 性, 我 们 连 续 3 年 对 英 国 两 地 (Rothamsted, Hertfordshire 和 LongAshton, near Bristol) 重 复 田 间 试 验 的 栽 培 样 品 进 行 了 代 谢 谱 分 析 对 氘 代 甲 醇 - 水 提 取 的 极 性 代 谢 物 进 行 质 子 核 磁 共 振 谱 多 变 量 对 比, 表 明 地 点 和 年 份 的 影 响 比 基 因 型 更 大 但 仍 然 可 以 看 到 转 基 因 和 亲 本 品 系 之 间 的 区 别, 特 别 是 转 基 因 品 系 B73-6-1( 其 转 基 因 表 达 水 平 最 高 ) 与 其 亲 本 品 系 L88-6 之 间 图 谱 的 比 较 显 示, 转 基 因 品 系 中 的 麦 芽 糖 和 / 或 蔗 糖 水 平 高, 游 离 氨 基 酸 差 异 也 很 明 显 采 用 气 相 色 谱 - 质 谱 法 测 定 了 生 长 于 2000 年 样 本 的 详 细 氨 基 酸 组 成 最 显 著 的 差 异 是 生 长 于 Rothamsted 的 样 品 含 大 量 酸 性 氨 基 酸 ( 谷 氨 酸 天 门 冬 氨 酸 ) 及 其 酰 胺 ( 谷 氨 酰 胺 天 门 冬 酰 胺 ) 此 外, 生 长 于 Long Ashton 的 相 关 品 系 L88-6 和 B 的 脯 氨 酸 和 氨 基 丁 酸 的 水 平 比 生 长 于 Rothamsted 的 要 高 结 果 清 楚 地 表 明, 环 境 能 够 对 代 谢 组 产 生 影 响, 而 且 对 照 组 和 转 基 因 组 之 间 的 差 异, 一 般 都 不 会 超 出 对 照 品 系 在 不 同 地 区 和 不 同 年 份 的 差 异 范 围 115

116 2.4 方 法 学 及 机 理 研 究 中 的 代 谢 组 学 液 质 联 用 篇 飞 行 时 间 质 谱 / 四 极 杆 - 飞 行 时 间 质 谱 1. 一 种 鉴 定 蛋 白 质 - 代 谢 物 相 互 作 用 的 总 体 代 谢 谱 分 析 方 法 Tagore R, Thomas HR, Homan EA, Munawar A, Saghatelian A J Am Chem Soc Oct 29; 130(43): Epub 2008 Oct 3 摘 要 : 了 解 蛋 白 质 的 生 化 功 能 是 评 价 其 细 胞 和 生 理 功 能 的 重 要 因 素 鉴 于 生 物 大 分 子 相 互 作 用 在 生 物 学 上 的 重 要 地 位, 人 们 已 设 计 出 了 许 多 研 究 和 鉴 定 与 DNA RNA 和 其 它 蛋 白 发 生 生 物 相 互 作 用 的 蛋 白 质 的 方 法 而 一 些 补 充 方 法 可 以 评 价 蛋 白 质 和 小 分 子 代 谢 物 之 间 的 相 互 作 用, 将 对 理 解 蛋 白 质 - 代 谢 物 相 互 作 用 产 生 影 响, 并 填 补 了 当 前 方 法 的 空 白 在 这 里, 我 们 用 一 个 总 体 代 谢 谱 分 析 平 台, 结 合 蛋 白 介 导 的 小 分 子 富 集 步 骤, 能 够 分 析 复 杂 代 谢 混 合 物 中 天 然 蛋 白 - 代 谢 物 的 相 互 作 用 2. 用 分 子 式 和 METLIN 个 人 代 谢 物 数 据 库 匹 配 对 LC/TOF-MS 得 到 的 数 据 进 行 化 合 物 鉴 定 Sana TR, Roark JC, Li X, Waddell K, Fischer SM. J Biomol Tech Sep; 19(4): 摘 要 : 为 了 简 化 从 液 相 色 谱 - 飞 行 时 间 质 谱 所 得 代 谢 组 学 数 据 中 鉴 定 化 合 物 的 步 骤, 我 们 编 写 了 构 建 个 人 代 谢 物 数 据 库 的 软 件, 该 数 据 库 包 含 从 公 共 METLIN 数 据 库 ( 中 获 取 的 15,000 多 种 化 合 物 此 外, 我 们 还 为 数 据 库 增 添 了 其 它 功 能, 如,(a) 用 户 可 以 在 数 据 库 中 添 加 保 留 时 间 并 将 其 作 为 独 立 的 可 检 索 参 数, 作 为 精 确 质 量 数 检 索 的 补 充 ;(b) 可 以 外 接 独 立 的 分 子 式 生 成 软 件 (MFG), 为 精 确 质 量 质 谱 数 据 与 数 据 库 的 匹 配 提 供 可 靠 的 解 释 为 了 验 证 这 一 鉴 定 策 略 的 实 用 性, 我 们 将 78 个 合 成 尿 标 准 品 的 保 留 时 间 添 加 到 该 数 据 库 的 子 集 中 然 后 对 这 些 合 成 物 的 混 合 物 进 行 分 析 并 用 上 述 METLIN 尿 数 据 库 筛 查, 结 果 有 46 个 的 精 确 质 量 和 保 留 时 间 都 匹 配 接 下 来, 在 同 样 条 件 下 用 该 数 据 库 对 人 体 尿 液 样 品 进 行 了 分 析 和 筛 查 人 体 尿 液 中 共 检 测 到 1387 个 离 子 ; 其 中 有 16 个 的 精 确 质 量 数 和 保 留 时 间 与 数 据 库 相 匹 配 另 有 374 个 只 有 精 确 质 量 数 与 数 据 库 匹 配, 其 中 163 个 质 量 数 的 MFG 分 值 最 高 另 外,MFG 计 算 出 了 与 数 据 库 无 法 匹 配 的 849 个 离 子 的 分 子 式 总 体 而 言, 这 些 结 果 表 明 METLIN 个 人 代 谢 物 数 据 库 和 MFG 软 件 为 验 证 数 据 库 匹 配 化 合 物 的 分 子 式 提 供 了 可 靠 的 策 略 对 于 数 据 库 无 法 匹 配 的 离 子, 也 会 提 出 可 能 的 分 子 式, 可 能 对 实 验 结 果 的 解 释 有 所 帮 助 3. 使 用 氢 化 硅 胶 基 质 固 定 相 对 亲 水 性 代 谢 物 进 行 高 效 液 相 色 谱 - 质 谱 分 析 Pesek JJ, Matyska MT, Fischer SM, Sana TR. J Chromatogr A Sep 12; 1204(1): Epub 2008 Jul 31. 摘 要 : 用 一 种 新 型 氢 化 硅 胶 基 质 固 定 相 评 价 了 代 表 三 类 代 谢 物 的 标 准 品 在 含 水 正 相 (ANP) 模 式 中 保 留 行 为 通 过 改 变 柱 温 向 流 动 相 和 样 品 溶 剂 中 加 入 不 同 添 加 剂, 考 察 了 氨 基 酸 碳 水 化 合 物 和 小 分 子 有 机 酸 保 留 行 为 的 改 变 梯 度 模 式 所 得 结 果 表 明, 这 些 类 别 的 化 合 物 保 留 时 间 重 现 性 非 常 稳 定 在 15 和 30 C 条 件 下, 氨 基 酸 混 合 物 重 复 进 样 50 次 测 得 RSD 值 良 好, 变 异 小 于 1% 验 证 了 这 种 填 料 分 离 19 种 未 衍 生 氨 基 酸 标 准 品 有 机 酸 和 碳 水 化 合 物 的 能 力, 并 证 明 其 具 有 分 离 复 杂 体 液 ( 如 尿 液 ) 中 极 性 代 谢 物 的 潜 在 能 力 116

117 4. 采 用 多 模 式 电 离 质 谱 策 略 解 读 代 谢 组 学 的 复 杂 性 Nordström A, Want E, Northen T, Lehtiö J, Siuzdak G. Anal Chem Jan 15; 80(2): Epub 2007 Dec 18. 摘 要 : 本 文 介 绍 了 一 种 分 析 人 血 清 提 取 物 的 多 模 式 质 谱 策 略 将 色 谱 分 离 与 正 负 离 子 两 种 模 式 的 大 气 压 电 离 技 术 电 喷 雾 电 离 (ESI) 和 大 气 压 化 学 电 离 (APCI) 在 线 联 用 另 外, 还 通 过 组 分 收 集 和 离 线 质 谱 法, 将 分 离 与 表 面 基 质 辅 助 激 光 解 吸 附 / 电 离 (MALDI) 和 多 孔 硅 表 面 解 吸 附 质 谱 (DIOS) 结 合 用 XCMS 软 件 对 原 始 数 据 进 行 处 理, 得 到 与 时 间 对 应 的 离 子 特 征, 定 义 为 特 定 保 留 时 间 的 特 定 m/z 通 过 对 比 ESI 和 APCE+/- 模 式 所 获 得 的 LC/MS 离 子 特 征 列 表, 得 到 特 征 离 子 列 表 将 非 冗 余 的 特 征 离 子 定 义 为, 在 相 同 保 留 时 间 内 用 其 它 电 离 方 法 未 观 察 到 [M + H](+) [M - H](-) 或 [M + Na](+) 离 子 的 质 量 数 用 ESI+/- 两 种 模 式 分 析 血 清 提 取 物, 可 以 使 (-) ESI 模 式 检 测 到 的 额 外 特 征 离 子 增 加 90% 以 上 用 APCI 辅 助 ESI 分 析, 可 以 使 特 征 离 子 数 增 加 20% 最 后, 将 ESI/APCI 电 离 与 馏 分 收 集 和 离 线 -MALDI 和 DIOS 质 谱 法 相 结 合 将 LC-MS 总 离 子 流 色 谱 中 相 当 于 收 集 的 馏 分 的 各 部 分 加 总, 将 得 到 的 m/z 列 表 与 DIOS/MALDI 质 谱 图 所 得 到 的 m/z 列 表 进 行 比 较 可 以 看 出, 每 个 馏 分 DIOS 能 检 测 到 的 特 定 离 子 约 占 50% 结 果 表 明, 真 正 全 面 的 代 谢 组 学, 需 要 采 取 多 种 电 离 技 术, 以 解 决 固 有 的 代 谢 物 多 样 性 造 成 的 代 谢 组 学 研 究 的 复 杂 性 5. 稳 定 同 位 素 辅 助 确 定 代 谢 组 学 的 元 素 组 成 Hegeman AD, Schulte CF, Cui Q, Lewis IA, Huttlin EL, Eghbalnia H, Harms AC, Ulrich EL, Markley JL, Sussman MR. Anal Chem Sep 15; 79(18): Epub 2007 Aug 21. 摘 要 : 如 何 从 生 物 提 取 物 中 成 千 上 万 个 代 谢 物 混 合 体 中 鉴 定 出 单 个 化 合 物, 是 代 谢 组 学 技 术 的 最 大 难 题 质 谱 对 于 大 范 围 的 丰 度 和 分 子 量 信 息 具 有 高 灵 敏 度, 但 其 局 限 是 不 能 区 分 同 重 化 合 物 本 文 中, 我 们 在 使 用 同 位 素 标 记 方 法 解 析 元 素 组 成 的 前 期 研 究 (Rodgers, R. P.; Blumer, E. N.; Hendrickson, C. L.; Marshall,A. G. J. Am. Soc. Mass Spectrom. 2000, 11, ) 基 础 上, 通 过 对 比 不 同 同 位 素 组 合 培 养 条 件 下 (I) (12)C 和 (14)N ( 天 然 丰 度 ) (II) (12)C 和 (15)N (III) (13)C 和 (14)N 或 (IV)(13)C 和 (15)N) 拟 南 芥 代 谢 提 取 物 的 成 分, 用 精 确 质 量 测 量 限 定 了 相 符 的 分 子 式 通 过 分 析 用 两 种 方 法 得 到 的 4 种 提 取 物 的 精 确 质 量 数 据, 在 大 幅 度 提 高 的 质 量 范 围 内 确 定 了 唯 一 的 元 素 组 成 在 第 一 种 方 法 中, 使 用 包 含 种 已 知 的 活 细 胞 化 合 物 的 数 据 库, 用 四 种 同 位 素 组 合 各 自 的 计 算 值 进 行 代 谢 物 质 量 匹 配, 第 二 个 方 法 是 用 代 谢 物 质 量 数 在 计 算 得 到 的 质 量 中 进 行 检 索, 限 定 所 有 四 种 同 位 素 组 合 的 可 能 的 原 子 组 合 在 两 个 方 法 中, 每 个 标 记 状 态 所 得 到 的 元 素 组 成 表, 对 比 其 HPLC 保 留 特 征, 找 到 至 少 在 3 种 组 合 中 一 致 的 元 素 组 成, 进 一 步 确 定 共 同 的 分 子 式 结 果 表 明, 可 以 用 代 谢 物 标 记 方 法 进 一 步 限 定 可 能 的 分 子 式, 在 更 大 的 质 量 范 围 内 提 高 分 子 式 解 析 的 可 信 度 6. 提 高 红 细 胞 代 谢 组 LC/MS 检 测 覆 盖 率 的 样 品 提 取 和 色 谱 策 略 Sana TR, Waddell K, Fischer SM.J Chromatogr B Analyt Technol Biomed Life Sci Aug 15; 871(2): Epub 2008 Apr 26. 摘 要 : 从 生 物 基 质 中 对 物 理 化 学 性 质 差 异 巨 大 的 代 谢 物 进 行 可 重 复 而 全 面 的 样 品 提 取 和 检 测, 是 一 个 极 具 挑 战 性 的 过 程 我 们 建 立 了 一 种 单 独 的 LC/MS 分 离 方 法, 采 用 2.1 mm x 100 mm, 1.8 微 米 ZORBAX SB-Aq 柱 分 离 人 红 细 胞 代 谢 物, 样 品 提 取 溶 剂 ph 为 中 性, 或 调 节 至 ph 2 6 或 9 为 了 追 踪 样 品 提 取 效 率, 添 加 了 内 标 进 行 评 价 通 过 正 (+) 负 (-) 离 子 模 式 电 喷 雾 电 离 (ESI) 和 大 气 压 电 离 (APCI) 技 术 联 用, 在 各 ph 条 件 下 共 检 测 出 2370 个 特 征 离 子 ( 化 合 物 及 相 关 组 分 : 同 位 素 加 合 体 和 二 聚 体 ) 在 下 列 条 件 下 检 测 到 的 代 谢 组 覆 盖 较 宽 :(1) ph 2 和 9, 总 的 特 征 离 子 比 单 独 ph 7 条 件 下 检 测 到 的 特 征 离 子 增 加 了 92%;(2) 所 有 ph 下 联 用 APCI 可 使 检 测 到 的 特 征 离 子 比 单 用 ESI 检 测 的 总 数 增 加 34% 可 以 看 出, 提 取 溶 剂 ph 对 原 血 红 素 和 其 它 化 合 物 有 明 显 影 响, 指 出 代 谢 谱 实 验 中 需 要 采 用 全 面 的 样 品 提 取 策 略 并 进 行 LC/MS 分 析 117

118 7. XCMS2: 处 理 串 联 质 谱 数 据 进 行 代 谢 物 鉴 定 和 结 构 表 征 Benton HP, Wong DM, Trauger SA, Siuzdak G. Anal Chem Aug 15; 80(16): Epub 2008 Jul 16. 摘 要 : 代 谢 组 学 质 谱 法 代 表 着 生 物 信 息 学 技 术 发 展 的 一 个 新 领 域 虽 然 目 前 使 用 的 计 算 工 具, 如 XCMS 可 以 通 过 统 计 评 估 和 排 列 LC-MS 特 征 离 子, 但 还 是 不 能 提 供 结 构 鉴 定 方 面 的 信 息 XCMS(2) 是 一 个 开 放 的 资 源 软 件 包, 用 于 从 参 考 数 据 库 (MELIN) 所 含 已 知 代 谢 物 的 高 质 量 实 验 MS/MS 数 据 中 自 动 检 索 串 联 质 谱 (MS/MS) 数 据 命 中 分 值 的 计 算 是 基 于 共 有 峰 计 数 (shared peak count) 法, 即 鉴 定 分 析 MS/MS 图 谱 和 参 考 图 谱 之 间 同 有 的 碎 片 离 子 数 XCMS(2) 的 另 一 功 能 是 可 以 提 供 METLIN 数 据 库 中 没 有 的 未 知 代 谢 物 的 结 构 信 息 这 种 相 似 性 检 索 方 式, 专 为 检 测 未 知 代 谢 物 中 可 能 的 结 构 基 序 而 设 计, 这 些 代 谢 物 可 能 产 生 与 METLIN 所 含 参 考 化 合 物 相 关 的 特 征 碎 片 离 子 和 中 性 丢 失, 甚 至 母 离 子 质 量 并 不 相 同 8. 用 反 相 液 相 色 谱 - 质 谱 和 体 外 (13) C 标 记 同 时 定 量 测 定 中 心 碳 代 谢 和 能 量 代 谢 相 关 的 代 谢 物 Yang WC, Sedlak M, Regnier FE, Mosier N, Ho N, Adamec J. Anal Chem Nov 14. [Epub ahead of print] 摘 要 : 细 胞 内 代 谢 物 的 全 面 分 析 是 阐 释 细 胞 内 生 物 过 程 的 重 要 手 段 虽 然 反 相 液 相 色 谱 - 质 谱 法 (RPLC-MS) 的 分 辨 率 和 灵 活 性 已 使 其 成 为 代 谢 物 分 析 最 强 大 的 工 具, 但 即 使 是 最 简 单 的 代 谢 组, 其 结 构 的 多 样 性 仍 对 分 析 提 出 了 巨 大 的 挑 战 本 文 报 导 了 一 种 实 用 的 RPLC-MS 方 法, 用 于 鉴 定 和 定 量 检 测 各 类 代 谢 物, 包 括 糖 磷 酸 化 糖, 以 及 羧 酸 到 磷 酸 化 羧 酸 核 苷 酸 和 同 功 酶 等 本 法 利 用 (13) C 标 记 的 标 签 进 行 体 外 衍 生, 从 而 实 现 内 标 定 量, 并 能 从 单 次 色 谱 分 析 中 分 离 出 结 构 异 构 体 化 合 物 对 ( 如 葡 萄 糖 -6- 磷 酸 盐 和 果 糖 -6- 磷 酸 盐 ) 各 代 谢 物 的 校 正 曲 线 线 性 范 围 在 2 个 数 量 级 以 上, 相 关 系 数 R (2) > 大 多 数 化 合 物 信 噪 比 为 3 时 检 测 限 低 于 1.0 mum (20 pmol) 鉴 定 并 定 量 测 定 了 酵 母 裂 解 液 中 三 种 与 糖 酵 解 戊 糖 磷 酸 盐 通 路 和 三 羧 酸 循 环 相 关 的 常 见 代 谢 物, 相 对 标 准 偏 差 小 于 10% 9. 鉴 定 一 种 新 的 内 源 性 代 谢 物, 并 用 固 定 方 法 表 征 其 与 蛋 白 质 的 相 互 作 用 Kalisiak J, Trauger SA, Kalisiak E, Morita H, Fokin VV,Adams MW, Sharpless KB, Siuzdak G.J Am Chem Soc Jan 14; 131(1): 摘 要 : 新 兴 的 基 于 质 谱 的 总 体 代 谢 组 学 研 究 领 域 为 发 现 未 知 代 谢 物 及 其 特 异 性 的 生 化 通 路 提 供 了 平 台 我 们 报 导 了 一 种 新 内 源 性 代 谢 物,N(4)-(N- 乙 酰 基 氨 基 丙 基 ) 亚 精 胺 的 鉴 定, 并 利 用 新 的 蛋 白 质 组 学 方 法 将 代 谢 物 固 定 在 琼 脂 糖 微 球 上, 研 究 其 与 蛋 白 质 的 相 互 作 用 从 超 嗜 热 菌 中 分 离 代 谢 物, 通 过 与 合 成 的 候 选 分 子 之 间 相 互 作 用 进 行 结 构 表 征, 用 精 确 质 量 LCMS/MS 进 行 对 比 分 析 建 立 了 选 择 性 制 备 N(1) 热 精 胺 ( 未 知 代 谢 物 的 可 能 结 构 之 一 ) 的 方 法, 通 过 在 热 精 胺 骨 架 的 N(8) 和 N(4) 位 进 行 甲 基 化 制 备 新 的 多 胺 衍 生 物 用 代 谢 物 固 定 并 与 天 然 蛋 白 孵 育 的 方 法 研 究 了 新 代 谢 物, 以 及 其 它 两 种 多 胺 : 亚 精 胺 和 胍 丁 胺 的 生 化 作 用 鉴 定 了 11 种 与 N(4)-(N- 乙 酰 基 氨 基 丙 基 ) 亚 精 胺 特 异 性 结 合 的 蛋 白 质, 为 研 究 这 一 新 代 谢 物 在 天 然 有 机 体 中 的 作 用 提 供 了 信 息 鉴 定 的 蛋 白 质 包 括 假 定 蛋 白 PF0607 和 PF1199, 以 及 参 与 翻 译 DNA 合 成 和 尿 素 循 环 的 蛋 白 质, 如 翻 译 启 动 因 子 IF-2 50S 核 糖 体 蛋 白 L14e DNA 指 导 的 RNA 聚 合 酶, 以 及 鸟 氨 酸 氨 甲 酰 基 转 移 酶 这 里 报 导 的 固 定 方 法 对 其 它 通 过 非 靶 向 代 谢 组 学 发 现 的 新 的 内 源 性 代 谢 物 具 有 潜 在 应 用 价 值, 可 作 为 初 步 筛 查, 得 到 可 以 进 一 步 研 究 其 特 异 活 性 的 蛋 白 列 表 10. 总 体 exo 代 谢 组 学 分 析 的 跨 平 台 Q-TOF 验 证 : 应 用 于 标 准 PI 3- 激 酶 抑 制 剂 LY 处 理 的 人 胶 质 母 细 胞 Pandher R, Ducruix C, Eccles SA, Raynaud FI.J Chromatogr B Analyt Technol Biomed Life Sci Dec 6. [Epub ahead of print] 摘 要 : 评 价 了 检 测 肿 瘤 细 胞 代 谢 物 变 化 的 一 种 代 谢 组 学 方 法 的 重 现 性 在 安 捷 伦 和 Waters LC-Q-TOF 仪 器 上 用 反 相 色 谱 分 析 了 组 织 培 养 基 提 取 物, 色 谱 柱 为 Waters Acquity T3 柱, 用 0.1% 甲 酸 : 乙 腈 13 分 钟 梯 度 洗 脱 用 MarkerLynxtrade mark (Waters) 和 Molecular Feature Extractor( 安 捷 伦 ) 软 件 提 取 正 离 子 和 负 离 子 模 式 的 特 征 离 子 (m/z, RT) 两 个 仪 器 上 得 到 的 特 征 离 子 数 相 近, 10 次 分 析 的 重 现 性 变 异 <35%, 以 正 / 负 离 子 模 式 检 测 的 所 有 离 子 的 信 号 变 异 分 别 约 为 50% 和 40% 添 加 到 基 质 中 的 外 标 其 峰 面 积 的 日 内 及 日 间 变 异 <25% 87MG 胶 质 母 细 胞 在 PI 3- 激 酶 抑 制 剂 LY 的 作 用 下, 几 种 已 证 实 的 特 征 离 子 呈 明 显 变 化 其 中 包 括 甘 油 磷 酸 胆 碱, 已 由 NMR 证 明 其 受 LY 调 节, 说 明 这 项 技 术 具 有 发 现 生 物 标 志 物 的 能 力 118

119 三 重 串 联 四 极 杆 质 谱 1. 用 亲 水 相 互 作 用 色 谱 / 串 联 质 谱 法 定 量 测 定 皮 下 组 织 微 透 析 液 中 的 乙 酰 胆 碱 Fu B, Gao X, Zhang SP, Cai Z, Shen J. Rapid Commun Mass Spectrom May; 22(10): 摘 要 : 最 近 有 报 导 乙 酰 胆 碱 在 组 织 炎 症 调 节 方 面 发 挥 重 要 作 用 为 了 进 一 步 探 讨 这 一 新 发 现 的 类 胆 碱 能 抗 炎 途 径, 需 要 追 踪 组 织 中 乙 酰 胆 碱 的 浓 度 变 化 本 文 报 导 了 一 种 亲 水 相 互 作 用 色 谱 与 电 喷 雾 电 离 串 联 质 谱 (HILIC/ESI-MS/MS) 联 用 方 法, 用 于 分 离 和 定 量 测 定 正 常 与 局 部 炎 症 大 鼠 微 透 析 液 样 品 中 的 乙 酰 胆 碱 采 用 两 性 固 定 相 色 谱 柱 等 度 洗 脱 实 现 了 乙 酰 胆 碱 与 干 扰 性 内 源 性 化 合 物 和 无 机 阳 离 子 的 分 离 用 正 离 子 模 式 的 低 能 量 碰 撞 诱 导 解 离 串 联 质 谱 (CID-MS/MS) 分 析, 采 用 以 下 质 量 跃 迁 进 行 多 反 应 监 测 (MRM): 乙 酰 胆 碱 m/z 146 > 87, 内 标 乙 酰 胆 碱 D-9 m/z 155 > 87 乙 酰 胆 碱 的 柱 上 检 测 限 为 fmol ( 信 噪 比 3:1) 柱 上 最 低 定 量 限 为 0.25 fmol 绘 制 了 乙 酰 胆 碱 在 空 白 微 透 析 液 中 的 校 正 曲 线, 线 性 范 围 为 nm 和 nm, 相 关 系 数 分 别 等 于 或 大 于 和 高 浓 度 (2 nm) 和 低 浓 度 (0.5 nm) 乙 酰 胆 碱 的 回 收 率 分 别 为 90-96% 和 % 日 内 和 日 渐 重 现 性 的 变 异 系 数 分 别 等 于 或 小 于 7.3% 和 10.4% 已 将 本 方 法 成 功 地 用 于 正 常 和 炎 症 大 鼠 组 织 微 透 析 液 中 乙 酰 胆 碱 的 测 定 2. 反 相 液 相 色 谱 与 电 喷 雾 串 联 质 谱 联 用 分 析 未 衍 生 的 多 胺 Häkkinen MR, Keinänen TA, Vepsäläinen J, Khomutov AR, Alhonen L, Jänne J, Auriola S. J Pharm Biomed Anal Nov 30;45(4): Epub 2007 Sep 7. 摘 要 : 建 立 了 一 种 能 够 分 离 和 检 测 经 最 少 前 处 理, 未 经 衍 生 的 多 胺 样 品 的 反 相 液 相 色 谱 - 电 喷 雾 电 离 - 串 联 质 谱 法 在 MS/MS 分 析 前, 用 七 氟 丁 酸 作 为 挥 发 性 离 子 对 改 性 剂 进 行 线 性 梯 度 洗 脱, 对 多 胺 进 行 完 全 色 谱 分 离, 向 柱 流 出 物 中 添 加 含 75% 丙 酸 的 异 丙 醇 溶 液, 以 防 止 信 号 抑 制 此 方 法 成 功 用 于 重 组 人 多 胺 氧 化 酶 催 化 反 应 中 N(1), N(12)- 二 乙 基 精 胺 代 谢 物 的 鉴 定, 并 检 测 了 标 准 混 合 物 中 的 8 种 不 同 多 胺 3. 固 体 废 弃 物 中 极 性 和 非 极 性 化 合 物 的 同 步 微 波 辅 助 固 - 液 萃 取 Pérez-Serradilla JA, Japón-Luján R, Luque de Castro MD. Anal Chim Acta Oct 17; 602(1): Epub 2007 Sep 14. 摘 要 : 使 用 甲 醇 - 水 和 正 己 烷 提 取 剂 系 统, 用 微 波 辅 助 提 取 (MAE) 从 固 体 废 弃 物 中 同 时 分 离 极 性 和 非 极 性 化 合 物 使 用 多 变 量 方 法 学 建 立 了 优 化 的 提 取 条 件 14 分 钟 内 完 成 目 标 组 分 ( 酚 类 化 合 物 和 脂 肪 酸 ) 的 定 量 提 取 两 相 浸 出 和 分 离 后 进 行 离 心, 分 别 用 LC-MS-MS 和 GC-MS 分 析 极 性 和 非 极 性 组 分 将 此 方 法 与 参 考 方 法 (Folch 方 法 和 搅 拌 法 分 别 提 取 脂 肪 酸 和 生 物 酚 ) 针 对 每 个 组 分 分 离 的 分 离 效 率 和 提 取 物 组 分 进 行 了 对 比 考 虑 到 这 两 类 组 分 的 重 要 性, 以 及 MAE 法 的 简 便 性 和 原 料 的 低 成 本, 建 议 在 工 业 规 模 推 广 此 法 气 质 联 用 篇 1. GC/MS 数 据 中 保 守 代 谢 物 的 系 统 鉴 定, 在 代 谢 组 学 和 生 物 标 志 物 发 现 中 的 应 用 Styczynski MP, Moxley JF, Tong LV, Walther JL, Jensen KL, Stephanopoulos GN. Anal Chem Feb 1; 79(3): 摘 要 : 通 过 气 相 色 谱 - 质 谱 (GC/MS) 测 定 分 析 代 谢 谱 数 据 时, 要 进 行 结 构 鉴 定 和 代 谢 物 追 踪, 通 常 依 赖 于 代 谢 物 质 谱 图 的 参 考 谱 库 通 常, 计 数 和 追 踪 未 鉴 定 代 谢 物 的 技 术 不 够 系 统, 需 要 进 行 手 工 干 预 我 们 提 供 了 一 种 方 法 和 软 件, 您 可 以 从 以 下 网 址 免 费 下 载, 不 需 要 参 考 谱 库, 也 不 用 手 工 干 预, 即 可 系 统 地 检 测 样 品 之 间 的 保 守 组 分 我 们 通 过 正 确 鉴 定 已 知 混 合 物 中 的 组 分 和 分 辨 加 入 到 混 合 物 中 的 组 分, 对 方 法 进 行 了 验 证 最 后, 我 们 用 本 方 法 对 大 肠 杆 菌 代 谢 组 进 行 的 简 单 的 分 析 在 运 行 数 据 分 析 方 法 之 前, 系 统 地 列 出 了 保 守 代 谢 物 峰, 我 们 的 方 法 扩 展 了 代 谢 组 学 的 范 围, 促 进 了 生 物 标 志 物 的 发 现 119

120 2.5 药 物 发 现 中 的 代 谢 组 学 气 质 联 用 篇 1. 酿 酒 酵 母 一 种 抗 病 毒 药 物 筛 选 中 优 选 宿 主 靶 标 的 辅 助 工 具 代 谢 谱 研 究 Schneider K, Krömer JO, Wittmann C, Alves-Rodrigues I, Meyerhans A, Diez J, Heinzle E.Microb Cell Fact Jan 30; 8:12. 摘 要 : 某 些 正 链 病 毒 的 复 制 需 要 细 胞 蛋 白 Pat1p Lsm1p 和 Dhh1p, 因 此 这 些 蛋 白 可 以 作 为 新 型 抗 病 毒 药 物 的 潜 在 靶 标 为 了 优 选 宿 主 靶 标 进 行 抗 病 毒 药 物 筛 选, 我 们 对 酿 酒 酵 母 标 准 株 BY4742 Matalpha his3delta1 leu2delta0 lys2delta0 ura3delta0 和 缺 失 突 变 株 pat1delta lsm1delta 和 dhh1delta 进 行 了 比 较 代 谢 组 学 分 析 结 果 : GC/MS 分 析 能 够 对 47 种 极 性 代 谢 物 进 行 定 量, 并 鉴 定 出 其 中 的 41 种 通 过 对 特 征 结 构 进 行 了 偏 最 小 二 乘 分 析 (PLS-DA), 鉴 定 了 两 种 病 毒 株 之 间 存 在 明 显 差 异 的 代 谢 物 分 析 表 明,pat1Delta 与 标 准 株 之 间 的 最 小 差 异 可 以 用 标 准 化 峰 面 积 的 欧 几 里 得 距 离 表 征 该 株 的 生 长 速 度 和 乙 醇 与 甘 油 的 产 生 速 度 也 最 为 相 似 结 论 : 根 据 这 些 结 果, 我 们 推 断 人 酵 母 类 似 物 Pat1p 最 有 可 能 成 为 良 好 的 药 物 靶 标 120

121 2.6 中 药 代 谢 组 学 液 质 联 用 篇 三 重 串 联 四 极 杆 质 谱 1. 丹 参 毛 状 根 培 养 中 紫 草 酸 B 对 银 离 子 (Ag+) 的 响 应 比 迷 迭 香 酸 更 强 Xiao Y, Gao S, Di P, Chen J, Chen W, Zhang L. Biosci Rep Feb 11. [Epub ahead of print] 摘 要 : 紫 草 酸 B (LAB) 是 迷 迭 香 酸 (RA) 的 二 聚 体, 已 有 研 究 提 出 其 由 RA 衍 生 而 成, 但 其 具 体 的 生 物 合 成 过 程 尚 不 清 楚 已 有 众 多 文 献 针 对 紫 草 科 和 唇 形 科 植 物 中 RA 的 蓄 积 进 行 了 深 入 研 究 我 们 的 研 究 报 导 了 一 种 非 生 物 激 发 因 子 银 离 子 (Ag+, 15 mm) 不 能 引 起 RA 蓄 积, 但 能 显 著 提 高 培 养 的 丹 参 毛 状 根 中 LAB 的 量 ( 从 干 重 5.4% 到 18.8%), 而 且 其 含 量 在 处 理 后 每 个 时 间 点 都 明 显 升 高 同 时, 进 行 了 RA 合 成 通 路 相 关 基 因 和 代 谢 物 ( 中 间 体 ) 的 谱 型 分 析, 结 果 显 示, 几 种 基 因 转 录 本 和 代 谢 物 发 生 蓄 积, 具 有 与 LAB 生 成 相 一 致 的 短 暂 丰 度 变 化 由 此 推 断 出 从 RA 到 LAB 的 生 物 合 成 途 径 ( 假 说 ), 这 一 途 径 可 能 被 丹 参 毛 状 根 培 养 液 中 的 Ag+ 激 活 进 一 步 进 行 了 中 间 体 监 测 和 化 合 物 干 预 实 验, 以 评 价 这 一 假 说 我 们 的 研 究 首 次 为 证 明 RA 是 LAB 合 成 的 前 体 提 供 了 证 据 121

122 2.7 环 境 / 毒 理 研 究 中 的 代 谢 组 学 气 质 联 用 篇 1. 美 国 人 血 浆 样 品 中 多 溴 联 苯 醚 的 羟 基 化 代 谢 物 Qiu X, Bigsby RM, Hites RA.Environ Health Perspect Jan; 117(1): Epub 2008 Aug 1. 摘 要 : 背 景 : 本 实 验 室 此 前 的 研 究 表 明, 多 溴 联 苯 醚 (PBDE) 在 小 鼠 体 内 代 谢 为 羟 基 化 PBDEs, 其 中 对 -HO-PBDEs 丰 度 最 高, 是 潜 在 毒 性 最 高 的 代 谢 物 目 的 : 本 研 究 的 目 的 是 测 定 意 外 接 触 或 因 工 作 关 系 接 触 这 类 阻 燃 剂 的 怀 孕 女 性 及 其 新 生 儿 血 浆 中 的 HO-PBDEs 浓 度 方 法 : 从 印 第 安 纳 印 第 安 纳 波 利 斯 的 一 家 医 院 中 取 得 20 份 人 血 浆 样 品, 用 电 子 捕 获 负 离 子 化 气 相 色 谱 质 谱 检 测 PBDEs 和 HO-PBDEs 含 量 结 果 : 人 血 浆 中 HOPBDEs 的 代 谢 谱 与 小 鼠 中 完 全 不 同 ;5-HO-BDE-47 和 6-HO-BDE-47 是 丰 度 最 高 的 BDE-47 代 谢 物, 而 5 -HO-BDE-99 和 6 -HOBDE-99 是 丰 度 最 高 的 BDE-99 代 谢 物 前 体 和 相 应 代 谢 物 的 相 对 浓 度 表 明,BDE-99 比 BDE-47 和 BDE-100 更 容 易 代 谢 另 外, 还 检 测 出 三 种 溴 代 酚, 为 双 酚 醚 骨 架 的 断 裂 产 物 总 羟 基 化 代 谢 物 相 对 于 其 PBDE 前 体 的 比 例 在 0.10 到 2.8 之 间, 提 示 PBDEs 的 羟 基 化 代 谢 物 会 在 人 血 浆 中 发 生 蓄 积 结 论 : 人 与 鼠 完 全 不 同 的 PBDE 代 谢 谱 表 明, 不 同 的 酶 参 与 了 其 代 谢 过 程 虽 然 人 血 浆 中 HO-PBDE 代 谢 物 的 浓 度 很 低, 但 这 些 代 谢 物 可 能 会 发 生 蓄 积 122

123 第 三 章 安 捷 伦 代 谢 组 学 应 用 文 章 列 举 ( 部 分 )

124 第 三 章. 安 捷 伦 代 谢 组 学 应 用 文 章 列 举 ( 部 分 ) 3.1 农 业 / 食 品 / 保 健 品 研 究 中 的 代 谢 组 学 液 质 联 用 篇 飞 行 时 间 质 谱 / 四 极 杆 - 飞 行 时 间 质 谱 3.2 健 康 / 临 床 / 疾 病 代 谢 组 学 液 质 联 用 篇 飞 行 时 间 质 谱 / 四 极 杆 - 飞 行 时 间 质 谱 气 质 联 用 篇

125 3.1 农 业 / 食 品 / 保 健 品 研 究 中 的 代 谢 组 学 液 质 联 用 篇 飞 行 时 间 质 谱 / 四 极 杆 - 飞 行 时 间 质 谱 水 稻 白 叶 枯 病 的 代 谢 谱 分 析 作 者 Steven Fischer 高 级 应 用 化 学 家 安 捷 伦 科 技 公 司 美 国 加 利 福 尼 亚 州 圣 克 拉 拉 市 Theodore Sana 高 级 研 究 员 安 捷 伦 实 验 室 美 国 加 利 福 尼 亚 州 圣 克 拉 拉 市 摘 要 水 稻 ( 亚 洲 稻 Oryza sativa 和 非 洲 稻 Oryza glaberrima) 是 世 界 上 最 重 要 的 粮 食 作 物 之 一, 为 超 过 30 亿 人 提 供 食 物 由 水 稻 白 叶 枯 菌 (Xoo,Xanthomonas oryzae pv. oryzae) 引 起 的 水 稻 白 叶 枯 病 (BLB) 可 导 致 作 物 减 产 高 达 50% 目 前, 使 用 抗 性 水 稻 品 种 是 抵 抗 白 叶 枯 病 最 经 济 最 有 效 的 方 法 Xoo 和 水 稻 之 间 的 相 互 作 用 是 由 水 稻 中 的 抗 性 基 因 和 Xoo 中 的 致 病 性 无 毒 基 因 决 定 的 为 了 更 好 地 了 解 水 稻 白 叶 枯 病 的 感 染 和 免 疫 机 制, 本 文 进 行 了 与 感 染 和 抗 性 相 关 的 代 谢 物 鉴 定 采 用 两 个 水 稻 品 种 进 行 了 研 究 : 一 个 是 容 易 受 到 Xoo 菌 株 PXO99 感 染 品 种 TP309; 另 一 个 是 抗 性 转 基 因 品 种 TP309-Xa21 此 外, 还 进 行 了 PXO99 中 敲 除 raxst 基 因 对 转 基 因 TP309-Xa21 抗 性 效 果 影 响 的 评 价, 其 中 设 置 了 相 应 的 对 照 样 品 采 用 两 步 LC/MS 法 首 先 采 用 飞 行 时 间 质 谱 (TOF MS) 进 行 样 品 的 快 速 差 异 表 达 分 析, 然 后 采 用 四 级 杆 飞 行 时 间 (Q-TOF MS/MS) 质 谱 进 行 差 异 表 达 代 谢 物 的 靶 向 鉴 定 不 同 的 水 稻 / 细 菌 条 件 获 得 了 迥 然 相 异 的 代 谢 物 谱 根 据 少 数 几 个 代 谢 物 的 变 化 可 明 确 区 分 水 稻 品 种 及 其 感 染 状 况 125

126 引 言 水 稻 ( 亚 洲 稻 Oryza sativa 和 非 洲 稻 Oryza glaberrima) 是 世 界 上 超 过 30 亿 人 的 主 要 食 物 超 过 6 亿 人 从 食 物 获 得 的 热 量 中, 有 超 过 一 半 都 是 由 水 稻 提 供 的 水 稻 是 仅 次 于 小 麦 和 玉 米 的 第 三 大 经 济 作 物 2005 年, 全 世 界 生 产 了 7 亿 吨 水 稻, 市 值 1200 亿 美 元 据 估 计, 由 于 细 菌 真 菌 和 病 毒 引 起 的 病 害 会 导 致 世 界 水 稻 减 产 50% 在 2005 年, 由 于 病 害 导 致 了 3 亿 吨 水 稻 损 失 下 一 代 Xa21 基 因 控 制 编 码 的 蛋 白 质 具 有 富 亮 氨 酸 重 复 基 序 和 类 丝 / 苏 氨 酸 激 酶 结 构 域, 这 意 味 着 该 蛋 白 受 体 可 在 细 胞 表 面 识 别 病 原 体 配 体 并 激 活 细 胞 内 的 防 御 反 应 该 受 体 能 直 接 或 间 接 地 识 别 由 致 病 菌 产 生 的 相 应 的 无 毒 (avr) 基 因 编 码 产 物 信 号, 本 例 中 的 无 毒 (avr) 基 因 编 码 产 物 为 Xoo 的 AvrXa21 多 肽 由 此 可 推 测, 该 受 体 配 体 复 合 物 的 形 成 能 激 活 阻 止 病 原 体 侵 入 的 防 御 机 制 的 信 号 级 联 放 大 反 应 2 在 非 洲 和 亚 洲, 最 严 重 的 水 稻 细 菌 性 病 害 是 由 水 稻 白 叶 枯 菌 (Xoo, TP309-Xa21 抗 性 水 稻 必 须 在 AvrXa21 多 肽 存 在 的 条 件 下 才 能 激 活 Xanthomonas oryzae pv. oryzae) 引 起 的 白 叶 枯 病 (BLB)( 图 1) 免 疫 反 应, 避 免 被 Xoo 感 染 Xoo 中 raxst 基 因 编 码 的 类 磺 基 转 移 BLB 是 有 记 载 的 最 古 老 的 水 稻 病 害 之 一, 一 个 多 世 纪 以 来 一 直 是 个 难 题 Xoo 通 过 水 滴 在 水 稻 作 物 之 间 和 区 域 之 间 迅 速 传 播 被 感 染 的 病 叶 从 起 斑 变 黄 到 枯 萎 只 需 要 几 天 时 间 在 感 染 严 重 的 地 区, 白 叶 枯 病 会 使 农 民 损 失 掉 一 半 的 收 成 酶 蛋 白 是 产 生 AvrXa21 多 肽 的 必 需 蛋 白 质 本 实 验 中 使 用 了 两 种 菌 株 : 一 种 是 能 产 生 AvrXa21 肽, 含 raxst 基 因 的 PXO99 致 病 性 Xoo 菌 株 ( 图 2); 另 一 种 是 敲 除 raxst 基 因, 不 产 生 AvrXa21 肽 的 PXO99-raxST 菌 株 培 育 和 种 植 含 主 要 抗 性 基 因 的 水 稻 品 种 是 对 抗 BLB 最 有 效 的 办 法 PX099 PX099-raxST - 其 中 一 种 抗 性 基 因 Xa21 已 被 成 功 地 克 隆 到 Taipei 309(TP309) 水 稻 品 种 中 1 一 旦 克 隆 成 功,Xa21 基 因 可 以 通 过 自 花 授 粉 传 到 avrxa21 图 2. Xoo 中 raxst 基 因 编 码 的 类 磺 基 转 移 酶 蛋 白, 是 产 生 AvrXa21 多 肽 的 必 需 蛋 白 质, 这 个 多 肽 可 激 活 抗 性 水 稻 品 种 TP309-Xa21 的 免 疫 反 应 本 实 验 中 使 用 了 两 种 细 菌 菌 株 : 一 种 是 含 raxst 基 因 的 野 生 型 PXO99 菌 株, 能 产 生 AvrXa21 肽 ; 另 一 种 是 敲 除 raxst 基 因 的 PXO99-raxST 菌 株, 没 有 raxst 基 因, 不 能 产 生 AvrXa21 肽 为 了 深 入 了 解 水 稻 对 BLB 的 感 染 和 免 疫 机 制, 进 行 了 LC/MS 代 谢 谱 分 析, 以 寻 找 并 鉴 定 与 感 染 和 免 疫 相 关 的 代 谢 物 本 研 究 采 用 Agilent 1200 系 列 LC 和 Agilent 6210 飞 行 时 间 质 谱 组 成 的 LC/MS 系 统 进 行 代 谢 谱 分 析, 该 系 统 具 有 亚 2 ppm 质 量 准 确 度 卓 越 的 重 现 性 和 耐 用 性 采 用 安 捷 伦 GeneSpring MS 生 物 信 息 学 软 件 分 析 实 验 得 到 的 各 种 复 杂 数 据 图 1. 水 稻 白 叶 枯 病 叶 片 ( 左 ) 和 正 常 叶 片 ( 右 ) 126

127 应 用 报 告 水 稻 白 叶 枯 病 的 代 谢 谱 分 析 采 用 Agilent 1200 系 列 LC 和 Agilent 6510 四 级 杆 飞 行 时 间 LC/MS 联 用 的 安 捷 伦 LC/MS 系 统 进 行 代 谢 物 的 鉴 定, 以 发 现 这 些 代 谢 物 在 对 照 组 和 实 验 组 中 的 丰 度 是 否 具 有 统 计 学 显 著 差 异 选 择 该 分 析 系 统 是 因 为 其 具 有 精 确 质 量 测 定 和 MS/MS 二 级 质 谱 分 析 的 功 能 使 用 METLIN 个 人 代 谢 物 数 据 库 检 索 缩 小 鉴 定 过 程 中 候 选 化 合 物 的 范 围 实 验 部 分 水 稻 接 种 细 菌 Xoo 菌 株 (PXO99 和 PXO99-raxST ) 分 别 在 30 C 的 蛋 白 胨 蔗 糖 琼 脂 (Tsuchiya 等 人,1982 年 ) 中 培 育 72 小 时 从 六 周 龄 水 稻 (TP309 和 TP309-Xa21) 完 全 展 开 的 叶 片 尖 端 剪 下 约 4 厘 米 后 浸 入 每 毫 升 10 9 个 细 胞 的 细 菌 悬 浮 液 (Kauffman 等 人,1973 年 ) 研 究 采 用 了 两 个 水 稻 品 种 (TP309 和 转 基 因 TP309-Xa21) 和 两 种 菌 株 (PXO99 和 PXO99-raxST ) 及 相 应 对 照 如 表 1 所 示, 共 或 蛋 白 胨 蔗 糖 琼 脂 ( 模 拟 条 件 ) 中 接 种 后, 将 植 株 置 于 生 长 箱 中 生 长 研 究 了 七 组 不 同 的 样 本 由 于 水 稻 和 致 病 菌 存 在 个 体 差 异, 应 进 行 多 次 生 物 学 重 复 分 析 以 前 研 究 表 明 LC/MS 系 统 重 复 性 很 好, 本 研 究 中 未 进 行 技 术 性 重 复 分 析 水 稻 样 品 制 备 3 样 品 制 备 方 法 使 用 Weckwerth 等 人 报 道 的 方 法, 并 进 行 了 如 下 改 动 : 将 约 20 mg 水 稻 叶 剪 碎, 称 重, 放 入 液 氮 预 冷 的 2 ml 的 鉴 定 了 TP309 和 抗 性 转 基 因 TP309-Xa21 在 防 御 细 菌 感 染 过 程 中 一 些 可 能 的 生 物 标 志 物 基 于 少 数 的 几 个 代 谢 物, 两 个 水 稻 品 种 感 染 状 态 以 及 每 个 品 种 的 感 染 状 态 都 可 得 到 明 确 表 征 Eppendorf 管, 每 个 管 中 预 先 放 置 一 个 直 径 5 mm 的 不 锈 钢 球 ( 图 3) 这 些 样 品 管 被 转 移 到 液 氮 预 冷 的 MM301 Retsch 匀 浆 器 中 以 25 Hz 匀 浆 30 秒 后, 加 入 1 ml 2:3:3(v/v/v) 的 水 / 乙 腈 / 异 丙 醇 溶 剂 (-20 C) 用 于 提 取 匀 浆 样 品 中 细 胞 膜 和 细 胞 壁 成 表 1. 测 试 条 件 及 各 个 条 件 下 的 生 物 重 复 样 本 数 TP309 TP309-Xa21 条 件 ( 分 组 ) ( 野 生 型 ) ( 转 基 因 ) PXO99( 野 生 型 ) 6 6 模 拟 对 照 6 6 空 白 (NT) 对 照 6 6 PXO99-raxST NA 6 (raxst 基 因 敲 除 ) 分 的 代 谢 物 使 用 该 提 取 溶 剂 体 系 最 大 程 度 避 免 了 蜡 类 化 合 物 的 萃 取, 利 于 后 续 的 LC/MS 和 GC/MS 分 析 LC/MS 分 析 采 用 Agilent 1200 系 列 LC 和 ZORBAX SB-Aq 色 谱 柱 ( mm) 分 离 水 稻 提 取 物 从 1 ml 样 品 中 进 样, 进 样 体 积 为 2 µl 流 速 为 0.3 ml/min, 流 动 相 为 水 / 乙 腈, 梯 度 条 件 为 在 46 分 钟 内 乙 腈 比 例 从 2% 线 性 升 至 98%, 然 后 保 持 该 比 例, 直 到 54.9 分 钟 分 析 结 束 停 止 采 集 数 据 流 动 相 中 加 入 0.1% 的 甲 酸 作 为 改 性 剂 127

128 Retsch Eppendorf 20 o C DNA 图 3. 水 稻 叶 样 品 制 备 流 程 代 谢 谱 分 析 采 用 配 备 电 喷 雾 (ESI) 离 子 源 的 Agilent 6210 飞 行 时 间 LC/MS 系 统 ESI 源 的 特 点 是 具 有 一 个 独 立 的 喷 雾 器 可 以 持 续 低 流 量 地 引 入 参 比 离 子 参 比 离 子 有 助 于 补 偿 仪 器 漂 移 数 据 采 集 速 率 为 每 秒 正 负 离 子 模 式 各 采 集 1 张 MS 谱 图, 扫 描 范 围 为 m/z 50 至 950 采 用 配 备 了 电 喷 雾 离 子 源 的 Agilent 6510 四 级 杆 飞 行 时 间 LC/MS 系 统 采 集 代 谢 物 鉴 定 所 需 的 精 确 质 量 数 MS/MS 数 据 ESI 源 具 有 一 个 独 立 的 喷 雾 器 可 以 持 续 低 流 量 地 引 入 参 比 离 子, 最 大 限 度 提 高 质 量 数 准 确 度 数 据 分 析 首 先 采 用 安 捷 伦 MassHunter 软 件 进 行 精 确 质 量 数 MS 谱 图 数 据 的 初 步 分 析 采 用 MassHunter 软 件 中 的 特 征 提 取 和 相 关 性 算 法, 将 每 个 色 谱 图 中 的 协 变 离 子 组 进 行 定 位 每 组 离 子 代 表 一 个 特 定 的 化 合 物 这 样, 通 过 这 种 算 法 即 可 定 位 色 谱 图 中 所 有 组 分 的 信 息, 而 不 是 仅 定 位 色 谱 峰, 后 者 往 往 会 丢 失 很 多 化 合 物 仪 器 条 件 LC/TOF MS LC 条 件 色 谱 柱 :ZORBAX SB-Aq 色 谱 柱 mm,3.5 µm 流 动 相 : A = 0.1% 甲 酸 水 溶 液 B = 0.1% 甲 酸 乙 腈 溶 液 梯 度 条 件 0-46 min,b 含 量 由 2% 线 性 提 升 至 98% min,b 含 量 保 持 98% min,b 含 量 由 98% 降 至 2% MS 停 止 时 间 :54.9 min LC 停 止 时 间 :55 min 柱 温 :20 C 流 速 :0.3 ml/min 进 样 量 :2 µl, 洗 针 3 s MS 条 件 离 子 化 模 式 : 电 喷 雾 离 子 化 极 性 : 正 离 子 * 干 燥 气 流 速 :10 L/min 干 燥 气 温 度 :250 C 喷 雾 器 压 力 :35 psi 扫 描 范 围 :m/z 碰 撞 电 压 :170 V 毛 细 管 电 压 :4000 V 参 比 离 子 :m/z 参 比 离 子 流 速 :10 µl/min * 同 时 采 集 了 正 离 子 和 负 离 子 数 据, 但 本 应 用 报 告 中 仅 介 绍 了 正 离 子 数 据 的 处 理 128

129 应 用 报 告 水 稻 白 叶 枯 病 的 代 谢 谱 分 析 仪 器 条 件 LC/Q-TOF MS/MS LC 条 件 色 谱 柱 :ZORBAX SB-Aq 色 谱 柱 mm,3.5 µm 流 动 相 : A = 0.1% 甲 酸 水 溶 液 B = 0.1% 甲 酸 乙 腈 溶 液 梯 度 条 件 : 0-46 min,b 含 量 由 2% 线 性 提 升 至 98% min,b 含 量 保 持 98% min,b 含 量 由 98% 降 至 2% MS 停 止 时 间 :54.9 min LC 停 止 时 间 :55 min LC 后 运 行 时 间 :7 min 柱 温 :20 C 流 速 :0.3 ml/min 进 样 量 :2 µl MS 条 件 离 子 化 模 式 : 电 喷 雾 离 子 化 极 性 : 正 离 子 干 燥 气 流 速 :10 L/min 干 燥 气 温 度 :250 C 喷 雾 器 压 力 :40 psig 扫 描 范 围 MS:m/z ,250 ms/spectrum MS/MS:m/z ,250 ms/spectrum 碰 撞 能 量 :5 x + 10 ev 分 离 : 中 等 碰 撞 电 压 :170 V 锥 孔 电 压 :65 V 八 极 杆 RF 电 压 :750 V 毛 细 管 电 压 :4000 V 参 比 离 子 :m/z 参 比 离 子 流 速 :10 µl/min 参 比 喷 雾 器 压 力 :15 psig 定 位 组 分 信 息 后, 进 行 背 景 扣 除 电 荷 状 态 设 为 1 该 算 法 将 盐 加 合 物 (Na + 和 K + ) 质 子 化 分 子 [M+H + ] 以 及 相 关 加 合 离 子 确 认 为 单 一 化 合 物 最 后 鉴 定 同 位 素 软 件 将 报 告 每 个 特 征 分 子 的 单 同 位 素 分 子 量 和 保 留 时 间 用 单 同 位 素 分 子 量 和 同 位 素 比 例 为 每 个 特 征 分 子 计 算 相 应 的 经 验 式 MassHunter 工 作 站 软 件 生 成 的 保 留 时 间 / 质 量 数 数 据 对 随 后 导 出 至 安 捷 伦 GeneSpring MS 软 件 进 行 后 续 分 析 工 作 流 程 如 下 ( 见 图 4): 1. 峰 归 类 和 标 准 化 2. 层 次 聚 类 分 析 检 查 数 据 质 量 3. 用 单 因 素 和 多 因 素 方 差 分 析 (ANOVA) 鉴 定 不 同 组 间 具 有 差 异 丰 度 的 分 子 特 征 4. 进 行 主 成 分 分 析 (PCA) 以 区 分 样 品 组 类 别 5. 通 过 倍 率 过 滤 分 析 显 示 差 异 分 析 结 果 会 给 出 一 张 质 量 数 列 表, 标 明 这 些 代 谢 物 在 不 同 的 试 验 组 之 间 丰 度 存 在 统 计 学 显 著 差 异 6. 将 该 质 量 数 列 表 在 METLIN 个 人 代 谢 物 数 据 库 中 进 行 检 索 样 品 随 后 采 用 Q-TOF LC/MS 系 统 重 新 进 行 靶 向 MS/MS 分 析, 并 进 一 步 进 行 数 据 分 析 7. 比 较 代 谢 物 数 据 库 检 索 结 果 和 采 集 的 Q-TOF 二 级 质 谱 结 果 129

130 25 42 Bacterial features 22 Immunity features Infected features TP309 TP 309 Xa21 + Group Sample Number File Name Rice Lines 170 Rice line features Y 1 Infected wild and transgenic 0 1 Z 0 Uninfected wild 0 Uninfected transgenic 1 X MS/MS 图 4. GeneSpring MS 软 件 分 析 MS 代 谢 谱 分 析 数 据 的 流 程 结 果 与 讨 论 水 稻 / 细 菌 相 互 作 用 的 形 态 学 研 究 TP309 水 稻 对 PXO99 或 基 因 敲 除 PXO99-raxST 都 不 具 有 抗 性 PXO99 PXO99 PXO99-raxST- PXO99-raxST- ( 图 5) TP309 缺 乏 能 识 别 这 两 种 Xoo 菌 株 并 激 活 免 疫 反 应 的 机 制 TP309-Xa21 水 稻 对 PXO99 有 抗 性 Xa21 基 因 导 致 了 这 种 抗 性, 它 能 产 生 一 种 受 体 蛋 白 识 别 并 结 合 PXO99 产 生 的 AvrXa21 肽, 从 而 触 发 免 疫 反 应 TP309 - Xa21 对 PXO99-raxST 没 有 抗 性 由 于 PXO99-raxST 不 能 产 生 AvrXa21 肽,TP309-Xa21 无 法 识 别 致 病 细 菌, 不 能 发 生 免 疫 反 应 图 5. 实 验 组 水 稻 叶 的 病 变 和 健 康 状 态 TP309 TP309-Xa21 130

131 应 用 报 告 水 稻 白 叶 枯 病 的 代 谢 谱 分 析 单 因 素 方 差 分 析 确 定 组 间 差 异 方 差 分 析 (ANOVA) 是 对 实 验 得 到 的 不 同 组 数 据 进 行 差 异 分 析 的 一 种 有 效 工 具 与 t 检 验 只 能 进 行 两 两 比 较 不 同, 方 差 分 析 可 以 分 析 多 组 数 据 之 间 的 差 异 多 个 t 检 验 之 间 是 独 立 的, 因 此 会 累 积 误 差 本 水 稻 实 验 中 有 七 个 试 验 组, 如 果 采 用 t 检 验 需 要 进 行 21 次 如 果 每 次 t 检 验 出 现 I 类 错 误 ( 假 阳 性 ) 的 概 率 为 0.05, 累 积 误 差 概 率 就 会 大 于 1.00 单 因 素 方 差 分 析 的 主 要 优 点 是 不 管 进 行 几 组 数 据 的 比 较, 出 错 概 率 不 变 在 本 实 验 中, 采 用 单 因 素 方 差 分 析 出 现 I 类 错 误 的 几 率 比 累 积 t 检 验 小 得 多 图 6 显 示 了 所 有 试 验 组 数 据 通 过 Tukey 检 验 进 行 两 两 比 较 后 的 方 差 分 析 (P < 0.05) 结 果 蓝 色 部 分 表 示 没 有 统 计 学 显 著 差 异 的 分 子 特 征, 红 色 部 分 是 存 在 统 计 学 显 著 差 异 的 分 子 特 征 这 些 存 在 统 计 学 显 著 差 异 的 分 子 特 征 是 潜 在 的 生 物 标 志 物, 可 能 具 有 更 为 了 找 到 与 不 同 水 稻 品 种 间 差 异 相 关 的 关 键 代 谢 物, 分 析 了 PXO99 对 传 染 性 的 影 响 结 合 以 下 三 组 数 据 方 差 分 析 的 结 果 进 行 进 一 步 研 究 ( 图 7): TP309-Xa21 PXO99 vs. TP309-Xa21 模 拟 TP309 PXO99 vs. TP309 模 拟 TP309 模 拟 vs. TP309-Xa21 模 拟 共 发 现 347 个 独 立 的 具 有 统 计 学 显 著 差 异 的 分 子 特 征 分 析 发 现 了 : 免 疫 相 关 的 分 子 特 征 (42) 可 能 与 抗 性 有 关 的 代 谢 物 感 染 相 关 的 分 子 特 征 (22) 可 能 与 感 染 反 应 有 关 的 代 谢 物 细 菌 相 关 的 分 子 特 征 (25) 可 能 由 细 菌 产 生 或 与 细 菌 相 关 的 代 谢 物 不 同 水 稻 品 种 的 分 子 特 征 (170) 与 不 同 水 稻 品 种 有 关 的 代 谢 物 大 的 生 物 学 意 义 对 这 些 数 据 进 行 进 一 步 分 析 图 6. MS 代 谢 谱 分 析 数 据 的 方 差 分 析 (P < 0.05) 结 果 图 中 显 示 了 各 试 验 组 间 两 两 比 较 不 具 有 统 计 学 显 著 差 异 ( 蓝 色 ) 和 具 有 显 著 差 异 ( 红 色 ) 的 分 子 特 征 例 如, 模 拟 感 染 的 TP309-Xa21 和 PXO99 感 染 的 TP309-Xa21 二 者 间 有 113 个 分 子 特 征 表 达 水 平 存 在 显 著 统 计 学 差 异 131

132 TP309-Xa21 PX099 vs. TP309-Xa21 TP309 PX099 vs. TP309 主 成 分 分 析 (PCA) PCA 是 将 复 杂 数 据 进 行 降 维 处 理 的 数 据 分 析 方 法 其 目 的 是 要 发 现 新 的 变 量, 即 导 致 差 异 的 主 要 影 响 因 素 主 成 分 在 不 进 行 任 何 数 据 预 处 理 的 情 况 下, 在 GeneSpring MS 中 进 行 PCA 分 析 可 区 分 TP309 和 TP309-Xa21 水 稻 品 种 ( 图 8a) 然 而, 本 实 验 是 为 了 获 得 免 疫 和 防 御 相 关 的 分 子 特 征 信 息, 而 不 仅 仅 是 区 分 两 个 水 稻 品 种 结 合 PCA 分 析 和 单 因 素 方 差 分 析 可 将 水 稻 品 种 区 分 得 更 清 楚, 也 能 比 较 容 易 区 分 各 种 水 稻 品 种 的 感 染 状 态 ( 图 8b) TP309 vs. TP309-Xa21 图 7. 结 合 3 对 两 两 比 较 的 方 差 分 析 结 果, 共 发 现 347 个 存 在 统 计 学 显 著 差 异 的 分 子 特 征 其 中,42 个 与 免 疫 有 关,22 个 与 感 染 有 关,25 个 与 细 菌 有 关,170 个 与 水 稻 品 种 相 关 TP309 a. PCA b. PCA Y Y TP309-Xa21 TP309 TP309-Xa21 0 图 8. 数 据 未 经 预 处 理 进 行 PCA 分 析 (a), 可 区 分 不 同 的 水 稻 品 种 PCA 分 析 和 单 因 素 方 差 分 析 联 用 (b), 能 更 容 易 地 区 分 水 稻 品 种 和 各 种 水 稻 品 种 的 感 染 状 态 1 Z X 1 Z 0 0 TP309 TP309-Xa21 1 X TP309 TP309-Xa21 TP309 TP309-Xa21 TP309 PXO99 TP309-Xa21 PXO99 TP309-Xa21 PXO99-raxST - 132

133 应 用 报 告 水 稻 白 叶 枯 病 的 代 谢 谱 分 析 多 因 素 方 差 分 析 同 时 分 析 水 稻 品 种 和 试 验 组 组 间 差 异 多 因 素 方 差 分 析 是 对 多 个 干 预 因 素 进 行 同 步 分 析 的 强 大 的 数 据 处 理 工 具 它 能 够 将 各 参 数 的 所 有 组 合 进 行 比 较 没 有 必 要 预 先 了 PCA Y 1 解 这 些 分 子 特 征 的 功 能 进 行 多 因 素 方 差 分 析 后 可 得 到 一 个 Venn 图 ( 图 9) 结 果 包 括 : 0 TP309 TP309-Xa 个 分 子 特 征 可 表 征 两 种 水 稻 品 种 的 差 别 41 个 分 子 特 征 可 完 全 区 分 所 有 的 试 验 组 30 个 分 子 特 征 可 区 分 所 有 的 水 稻 品 种 和 试 验 组 1 Z 0 TP309 0 TP309-Xa21 1 X TP309 TP309 TP309 PXO99 TP309-Xa21 TP309-Xa21 TP309-Xa21 PXO99 TP309-Xa21 PXO99-raxST - 图 10. 对 多 因 素 方 差 分 析 筛 选 到 的 30 个 显 著 性 分 子 特 征 进 行 PCA 分 析, 可 清 楚 区 分 水 稻 品 种, 还 可 同 时 将 感 染 组 归 类 到 一 起 1 3 倍 率 过 滤 分 析 和 作 图 6 倍 率 过 滤 ( 图 11) 是 另 一 种 统 计 工 具, 用 于 确 定 哪 些 分 子 特 征 ( 代 谢 物 ) 是 最 可 能 相 关 的 相 对 于 模 拟 感 染 的 倍 数 变 化 越 大 的 分 子 图 9. 多 因 素 方 差 分 析 发 现 同 时 使 用 30 个 分 子 特 征 即 可 区 分 所 有 品 种 和 不 同 实 验 组 特 征, 越 有 可 能 是 关 键 的 代 谢 物 在 GeneSpring MS 软 件 中, 倍 率 过 滤 是 可 调 的, 通 过 简 单 调 节 倍 率 过 滤 阈 值, 能 够 改 变 通 过 倍 率 过 滤 的 分 子 特 征 数 目 对 这 30 个 显 著 差 异 的 分 子 特 征 进 一 步 进 行 主 成 分 分 析, 区 分 了 不 同 的 水 稻 品 种 和 不 同 的 试 验 组 除 PXO99-raxST 处 理 的 TP309-Xa21 水 稻 组 外, 所 有 的 TP309-Xa21 水 稻 组 被 归 到 一 起 PXO99-raxST 处 理 的 TP309-Xa21 水 稻 组 和 感 染 的 在 GeneSpring MS 软 件 中 的 另 一 种 分 析 和 作 图 功 能 是 火 山 图, 但 在 本 文 中 没 有 使 用 火 山 图 将 倍 率 过 滤 结 果 和 t 检 验 结 果 结 合 起 来 进 行 作 图 通 过 改 变 两 种 检 验 的 参 数 可 以 发 现 最 相 关 的 分 子 特 征 TP309 PXO99 处 理 水 稻 组 被 归 到 一 起 ( 图 10) 这 些 结 果 与 已 发 表 的 关 于 水 稻 品 种 和 细 菌 基 因 型 和 表 型 的 文 献 结 果 一 致 133

134 图 11. 对 单 因 素 方 差 分 析 的 结 果 进 行 交 互 式 倍 率 过 滤 分 析 有 助 于 确 定 最 有 可 能 相 关 的 分 子 特 征 ( 代 谢 物 ) 分 子 特 征 检 查 单 个 分 子 特 征 的 进 一 步 分 析 可 采 用 GeneSpring MS 软 件 的 另 外 两 个 附 加 功 能 来 实 现 第 一 个 是 质 量 检 查, 检 查 每 个 分 子 特 征 数 据 第 二 个 功 能 能 够 以 与 Microsoft Excel 格 式 兼 容 的 表 格 格 式, 将 与 分 子 特 征 相 关 的 数 据 导 出 为 质 量 数 列 表 质 量 检 查 器 视 图 GeneSpring MS 软 件 中 的 质 量 检 查 器 视 图 可 比 较 所 有 试 验 组 中 同 一 个 特 定 分 子 特 征 的 相 对 丰 度 ( 图 12) 这 样 就 能 很 容 易 地 发 现 某 个 特 别 的 分 子 特 征, 比 如 存 在 于 某 些 试 验 组 而 不 存 在 于 其 它 组 的 分 子 特 征 这 样 的 开 关 行 为 (On/off behavior) 对 于 可 能 的 关 联 研 究 是 非 常 有 用 的 线 索 质 量 检 查 器 视 图 同 时 还 可 提 供 被 检 查 分 子 特 征 的 其 它 信 息, 如 保 留 时 间 分 子 量 标 准 差 t 检 验 显 著 性 等 图 12. GeneSpring MS 软 件 中 的 质 量 检 查 器 视 图 可 进 行 各 试 验 组 间 单 个 分 子 特 征 ( 代 谢 物 ) 丰 度 的 全 面 比 较 它 还 可 显 示 如 保 留 时 间 分 子 量 标 准 差 t 检 验 显 著 性 等 其 它 有 用 的 信 息 Microsoft 是 微 软 公 司 在 美 国 的 注 册 商 标 134

135 应 用 报 告 水 稻 白 叶 枯 病 的 代 谢 谱 分 析 导 出 到 Excel 使 用 GeneSpring 软 件 的 另 一 功 能, 将 所 有 通 过 倍 率 过 滤 与 免 疫 有 关 的 所 有 数 据 导 出 为 表 格 格 式 通 过 处 理 电 子 表 格 中 的 数 据, 可 以 将 上 调 和 下 调 的 代 谢 物 分 开 ( 表 2 和 3) 有 趣 的 是 部 分 分 子 特 征 靶 向 代 谢 物 鉴 定 代 谢 谱 分 析 研 究 结 果 给 出 了 上 调 的 免 疫 分 子 特 征 表, 这 些 分 子 特 征 需 要 进 行 进 一 步 代 谢 组 学 研 究 : 靶 向 代 谢 物 鉴 定 这 些 代 谢 物 的 鉴 定 分 两 步 进 行 ( 表 中 突 出 显 示 部 分 ) 在 一 个 或 多 个 试 验 组 中 均 不 存 在 这 些 分 子 特 征 很 可 能 是 重 要 的 开 关 代 谢 物, 应 进 行 进 一 步 研 究 首 先, 将 代 谢 物 谱 分 析 研 究 中 确 定 的 每 个 目 标 质 量 数 在 METLIN 代 谢 物 数 据 库 中 进 行 检 索 该 数 据 库 检 索 时 质 量 偏 差 窗 口 为 ± 10ppm 2. TP309-Xa21 PXO99 min u TP309-Xa21 PXO99 min u 这 个 值 明 显 高 于 6210 飞 行 时 间 质 谱 约 2 ppm 的 质 量 准 确 度, 但 是 考 查 额 外 的 匹 配 总 好 过 因 偏 差 窗 口 过 窄 丢 失 正 确 的 匹 配 经 验 式 计 算 的 质 量 偏 差 设 为 5 ppm, 最 大 不 能 超 过 100 ppm 表 4 示 出 了 METLIN 检 索 的 设 置 参 数 METLIN 代 谢 物 数 据 库 检 索 的 结 果 已 与 原 质 量 数 列 表 整 理 到 一 起 ( 表 5 和 6) 并 未 检 索 到 所 有 的 代 谢 物, 这 并 不 意 外 135

136 4. METLIN Carbon Hydrogen Nitrogen 0 20 Oxygen 0 20 Phosphorous 0 1 Sulfur 0 1 Fluorine 0 6 更 宽 的 质 量 窗 口 会 增 加 可 能 检 索 到 的 代 谢 物 个 数, 同 时 也 会 增 加 假 阳 性 结 果 METLIN 数 据 库 中 有 超 过 个 的 化 合 物, 可 能 是 市 面 上 最 全 面 的 数 据 库, 但 这 个 数 目 仍 只 是 可 能 代 谢 物 的 一 小 部 分 正 如 所 示 的 一 样, 数 据 库 检 索 的 匹 配 结 果 对 代 谢 物 的 鉴 定 至 关 重 要 鉴 定 的 第 二 步, 选 择 表 5 中 上 调 的 免 疫 分 子 特 征 m/z 进 行 进 一 步 研 究 样 品 再 次 进 行 Q-TOF LC/MS 分 析 分 离 条 件 和 离 5. TP309-Xa21 PXO99 METLIN METLIN min u C27H68N10O13P C7HNO8F2S C38H60N7O C6H7N4O C24H41N4O C29H72N17O10P C18H33NO C19H39NO C9H31N19O C32H65N7O10S C53H79N2O10P C25H62N19O C4HN6O16F6PS C58H76N8O C6H7N5O C34H63N19O3S C25H45N4O9PS 75 Hardero C47H70N6O7P C5H7NO C7H6O C30H33N12O2P C60H79N7OS C5H5N C17H18N6OPS C3HN3OPS C24H57N10O4P 30 K C4HF6PS

137 应 用 报 告 水 稻 白 叶 枯 病 的 代 谢 谱 分 析 6. TP309-Xa21 PXO99 METLIN METLIN min u none C23H44N6OS C22H57N12O3PS CHNF2P none none C30H48N6O none C29H59N13PS none C29H47N7OP 32 0 子 化 参 数 均 与 上 次 实 验 相 同 对 于 目 标 质 量 数 列 表 上 的 每 个 代 谢 物 均 采 集 MS/MS 谱 图 通 过 MS/MS 谱 研 究 METLIN 数 据 库 检 索 结 果 所 包 含 的 分 子 结 构 ( 图 14), 发 现 六 个 可 能 的 代 谢 物 中 仅 有 两 个 逻 辑 上 会 发 生 此 类 基 团 丢 失 焦 谷 氨 酸 和 吡 咯 烷 酮 羧 酸 这 两 个 化 合 物 是 对 映 异 其 中 一 个 选 定 的 代 谢 物 的 MS/MS 谱 ( 图 13) 中 有 一 个 基 峰, 是 母 离 子 失 去 羧 酸 基 团 ( 甲 酸 CH 2 O 2 ) 的 碎 片 离 子 峰, 第 二 构 体, 因 此 用 质 谱 难 以 区 分 如 果 精 确 鉴 定 该 代 谢 物 具 有 至 关 重 要 的 意 义, 需 进 一 步 采 用 标 准 品 和 手 性 液 相 色 谱 柱 进 行 再 分 析 个 明 显 的 峰 是 该 碎 片 离 子 继 续 失 去 CO 的 碎 片 离 子 137

138 x m/z MS/MS CH 2 H + N -CO H + N O -CH 2 O 2 O H + NH O C OH m/z 图 13. 母 离 子 m/z 的 MS/MS 图 中 有 一 个 基 峰 是 母 离 子 失 去 甲 酸 (CH2O2) 的 碎 片 离 子, 另 一 个 峰 是 该 碎 片 离 子 进 一 步 失 去 CO 形 成 的 碎 片 离 子 结 合 该 信 息 对 METLIN 数 据 库 检 索 结 果 进 行 评 估,6 个 可 能 的 代 谢 物 减 少 到 了 2 个 图 14. METLIN 个 人 数 据 库 检 索 到 的 6 个 可 能 的 代 谢 物, 分 子 量 均 接 近 u 138

139 应 用 报 告 水 稻 白 叶 枯 病 的 代 谢 谱 分 析 结 论 为 了 更 好 地 了 解 水 稻 和 白 叶 枯 病 (BLB) 的 感 染 和 免 疫 机 制, 进 行 了 与 感 染 和 抗 性 相 关 代 谢 物 的 鉴 定 采 用 两 步 LC/MS 方 法 用 飞 行 时 间 质 谱 (TOF MS) 进 行 试 验 组 样 品 差 异 表 达 快 速 筛 查, 采 用 四 级 杆 飞 行 时 间 二 级 质 谱 (Q TOF MS/MS) 进 行 差 异 表 达 的 靶 向 鉴 定 而 将 PCA 分 析 和 单 因 素 或 多 因 素 方 差 分 析 (ANOVA) 联 合 使 用 不 仅 能 清 楚 地 区 分 不 同 的 水 稻 品 种, 还 可 清 楚 地 区 分 各 个 品 种 的 感 染 状 态 进 一 步 采 用 倍 率 过 滤 并 进 行 可 视 化 差 异 分 析 能 很 容 易 地 比 较 代 谢 物 丰 度 的 差 异, 并 选 择 目 标 化 合 物 进 行 下 一 步 研 究 : 代 谢 物 鉴 定 如 果 没 有 采 用 具 有 多 种 数 据 分 析 功 能 的 安 捷 伦 GeneSpring MS 软 件 进 行 数 据 分 析, 本 研 究 不 可 能 得 到 这 么 多 信 息 共 进 行 了 七 个 不 同 的 试 验 组 比 较 在 不 同 的 水 稻 / 细 菌 试 验 组 中 代 谢 物 存 在 显 著 差 异 基 于 少 数 几 个 代 谢 物, 可 清 楚 地 区 分 水 稻 品 种 和 感 染 状 态 从 代 谢 谱 分 析 到 代 谢 物 结 构 鉴 定 的 研 究 离 不 开 两 个 重 要 的 因 素 : 质 量 精 确 度 极 高 的 TOF 代 谢 谱 数 据 和 功 能 强 大 的 METLIN 代 谢 物 数 据 库, 二 者 共 同 作 用 使 得 可 能 的 代 谢 物 数 目 缩 减 到 可 处 理 的 范 围 用 Agilent 6510 Q-TOF LC/MS 再 次 分 析 得 到 的 MS/MS 谱 图 确 认 同 时 也 了 解 了 这 类 研 究 对 仪 器 和 软 件 的 要 求 例 如, 自 然 ( 样 品 ) 变 异 和 技 术 ( 仪 器 ) 变 异 将 决 定 所 需 的 重 复 次 数 本 实 验 中, 基 于 水 稻 和 细 菌 的 自 然 变 异 进 行 了 多 个 生 物 性 重 复 实 验 然 而, 由 于 Agilent 6210 TOF LC/MS 在 代 谢 谱 分 析 方 面 具 有 卓 越 的 重 现 出 代 谢 物 为 两 个 对 映 体 中 的 一 个 这 也 突 出 了 代 谢 组 学 研 究 的 挑 战 即 使 采 用 具 有 最 多 代 谢 物 信 息 的 市 售 数 据 库 和 精 确 质 量 数 MS/MS 谱 图, 某 些 代 谢 物 仍 需 要 进 行 进 一 步 分 析 鉴 定 在 这 种 情 况 下, 还 需 采 用 标 准 品 和 手 性 液 相 色 谱 柱 进 行 再 分 析 性, 没 有 进 行 技 术 性 重 复 实 验 数 据 分 析 在 大 规 模 的 代 谢 组 学 研 究 中 具 有 重 要 作 用 本 研 究 有 力 地 表 明, 多 个 统 计 分 析 工 具 联 合 使 用 对 于 得 到 最 佳 结 果 是 必 要 的 对 谱 图 数 据 只 进 行 主 成 分 分 析 (PCA) 能 区 分 不 同 的 水 稻 品 种 139

140 应 用 报 告 参 考 文 献 1. Song et. al. (1995) Science 270: Sang-Wong Lee et. al. PNAS, 103(49) , Weckworth et. al. Proteomics 2004, 4, 致 谢 特 别 感 谢 加 州 大 学 戴 维 斯 分 校 基 因 组 研 究 中 心 的 Pamela Ronald 博 士 和 Oliver Fiehn 博 士 Ronald 博 士 是 加 州 大 学 戴 维 斯 分 校 植 物 基 因 组 计 划 研 究 主 席, 同 时 也 是 该 校 植 物 病 理 系 教 授, 还 是 诸 如 水 稻 和 柳 枝 稷 草 等 乔 本 科 植 物 基 础 研 究 的 学 术 带 头 人 Fiehn 博 士 是 加 州 大 学 戴 维 斯 分 校 分 子 和 细 胞 生 物 学 和 基 因 组 研 究 中 心 副 教 授, 同 时 也 是 新 兴 代 谢 组 学 的 领 导 者 Ronald 和 Fiehn 博 士 提 供 了 本 应 用 报 告 中 的 样 品, 并 提 供 了 有 重 要 意 义 的 相 关 背 景 知 识 和 建 议 关 于 安 捷 伦 科 技 安 捷 伦 科 技 公 司 是 生 命 科 学 研 究 设 备 的 领 先 供 应 商, 致 力 于 帮 助 科 学 家 理 解 复 杂 的 生 物 过 程, 确 定 发 病 机 理 和 加 快 新 药 开 发 速 度 安 捷 伦 的 生 命 科 学 解 决 方 案 专 为 提 高 灵 敏 度 重 现 性 和 工 作 效 率 而 设 计, 为 基 因 组 学 蛋 白 组 学 和 代 谢 组 学 应 用 提 供 分 析 仪 器 微 流 控 技 术 软 件 芯 片 耗 材 以 及 服 务 了 解 更 多 : 在 线 购 买 : 安 捷 伦 客 户 服 务 中 心 : 免 费 专 线 : ( 手 机 用 户 ) 联 系 我 们 : [email protected] 在 线 询 价 : 本 文 仅 限 研 究 使 用, 不 可 用 于 诊 断 目 的 本 文 中 的 信 息 说 明 和 指 标 如 有 变 更, 恕 不 另 行 通 知 安 捷 伦 对 本 文 可 能 存 在 的 错 误 或 由 于 提 供 展 示 或 使 用 本 文 所 造 成 的 间 接 损 失 不 承 担 任 何 责 任 安 捷 伦 科 技 ( 中 国 ) 有 限 公 司,2007 年 2007 年 2 月 14 日, 中 国 印 刷 CHCN 140

141 3.2 健 康 / 临 床 / 疾 病 代 谢 组 学 液 质 联 用 篇 飞 行 时 间 质 谱 / 四 极 杆 - 飞 行 时 间 质 谱 红 细 胞 全 面 代 谢 组 学 研 究 的 最 大 化 代 谢 物 提 取 方 法 作 者 Theodore Sana 和 Steve Fischer 安 捷 伦 科 技 有 限 公 司 美 国 加 利 福 尼 亚 州 圣 克 拉 拉 市 摘 要 代 谢 组 学 是 对 一 系 列 相 似 的 生 物 样 本 中 的 代 谢 物 进 行 比 较 分 析 的 学 科 代 谢 物 在 生 物 系 统 中 起 着 至 关 重 要 的 作 用, 因 此 代 谢 组 学 可 用 于 发 现 和 鉴 定 生 物 标 志 物, 或 更 好 地 了 解 药 物 或 疾 病 对 已 知 和 未 知 生 物 通 路 的 影 响 成 功 的 代 谢 物 组 学 研 究 依 赖 于 有 效 的 代 谢 物 提 取 对 于 非 靶 向 代 谢 组 学 研 究, 需 要 提 取 细 胞 和 体 液 中 的 多 种 代 谢 物, 并 去 除 无 需 分 析 的 蛋 白 质 等 成 分 再 加 上 代 谢 物 的 理 化 性 质 多 样, 丰 度 动 辄 相 差 若 干 数 量 级, 更 进 一 步 增 加 了 提 取 的 难 度 液 液 萃 取 这 种 两 相 分 离 方 法 常 被 用 于 代 谢 物 的 提 取 液 液 萃 取 中 有 机 溶 剂 和 水 溶 液 的 性 质 体 积 溶 剂 比 例 水 溶 液 的 ph 值 都 必 须 仔 细 考 虑 这 些 因 素 会 显 著 影 响 提 取 的 代 谢 物 数 量 和 实 验 的 重 现 性 本 应 用 报 告 介 绍 了 采 用 液 液 萃 取 提 取 红 细 胞 代 谢 物 的 方 法 结 果 表 明, 调 整 水 相 / 有 机 相 的 比 例 对 于 两 相 分 离 非 常 重 要 同 时 水 相 ph 值 对 提 取 的 代 谢 物 数 量 也 有 很 大 影 响, 为 了 提 取 尽 可 能 多 的 代 谢 物, 需 要 采 用 多 个 ph 值 进 行 提 取 141

142 引 言 萃 取 是 选 择 性 地 将 所 需 的 化 合 物, 如 代 谢 物, 与 其 它 通 常 不 需 要 的 化 合 物 进 行 分 离 的 过 程 液 液 萃 取 是 最 常 用 的 提 取 方 法 之 一, 它 利 用 化 合 物 在 不 同 溶 剂 中 的 溶 解 度 差 异 和 溶 剂 间 的 不 互 溶 性 进 行 分 离 通 过 向 待 萃 取 溶 液 中 加 入 对 于 目 标 化 合 物 溶 解 性 更 好 例 如, 大 多 数 含 酸 性 官 能 团 ( 如, 羧 酸 ) 的 化 合 物 不 溶 或 微 溶 于 水 加 稀 碱 溶 液, 如 2% 氨 水 (NH 4 OH,pH 值 = 9), 就 会 形 成 水 溶 性 好 的 羧 酸 根 阴 离 子 ( 图 2) 向 细 胞 中 加 入 稀 氨 水 / 甲 醇 的 碱 性 溶 液 和 氯 仿, 所 有 有 机 酸 都 会 被 提 取 到 碱 性 极 性 层, 而 不 是 像 在 中 性 ph 条 件 下 一 样 存 在 于 氯 仿 层 中 但 与 样 品 溶 剂 不 互 溶 的 溶 剂, 实 现 化 合 物 从 一 液 相 到 另 一 液 相 的 转 移 极 性 水 溶 液 通 常 与 非 极 性 有 机 溶 剂 如 氯 仿 搭 配 氯 仿 易 挥 发, 反 应 活 性 差, 与 水 不 互 溶, 密 度 比 水 大, 因 此 其 与 水 形 成 的 液 液 萃 图 2. 向 质 子 化 羧 酸 中 加 入 2% 氨 水 (NH 4 OH,pH 值 = 9) 的 稀 碱 溶 液 形 成 了 水 溶 性 更 好 的 羧 酸 根 阴 离 子 R 可 以 是 与 官 能 团 COOH 相 连 的 任 意 基 团 取 两 相 体 系 ( 图 1) 可 以 进 行 极 性 和 非 极 性 代 谢 物 的 分 离, 以 便 进 行 后 续 的 色 谱 分 离 分 析 Folch 1 法 及 其 改 良 方 法 Bligh & Dyer 2 法, 一 直 被 用 于 组 织 中 脂 类 物 质 的 提 取 以 及 后 续 的 与 极 性 代 谢 物 的 分 离 同 样, 弱 酸 的 存 在 也 会 使 碱 性 化 合 物 形 成 可 溶 性 盐, 水 溶 性 变 得 更 好 ( 图 3) 水 相 中 加 入 稀 酸 如 稀 甲 酸 (HCOOH), 可 提 高 有 机 碱 类 化 合 物 的 提 取 率 甲 酸 非 常 适 合 用 于 液 液 萃 取, 因 为 它 可 与 水 以 及 大 多 数 可 用 作 水 相 助 溶 剂 的 极 性 有 机 溶 剂 互 溶 R NH 2 + HCOOH R NH + 3 HCOO 图 3. 向 质 子 化 胺 中 加 入 1% 的 甲 酸 (HCOOH,pH = 2) 形 成 了 水 溶 性 更 高 的 羧 酸 根 阴 离 子 R 可 以 是 与 NH2 官 能 团 连 接 的 任 意 基 团 图 1. 如 果 将 一 个 化 合 物 加 入 到 两 种 不 互 溶 的 溶 剂 中, 该 化 合 物 将 根 据 其 在 两 种 溶 剂 中 的 相 对 溶 解 度 在 两 种 溶 剂 中 进 行 分 配 醇 类 物 质, 如 甲 醇 乙 醇 和 异 丙 醇 可 与 水 互 溶, 因 此 可 用 作 水 相 甲 酸 和 氨 水 是 调 节 水 相 ph 值 很 好 的 选 择, 因 为 它 们 是 挥 发 性 物 质, 适 合 后 续 的 LC/MS 分 析 助 溶 剂, 以 提 高 提 取 过 程 中 弱 极 性 代 谢 物 的 溶 解 度 代 谢 物 的 液 液 萃 取 通 常 都 是 在 中 性 ph 条 件 下 进 行 但 是 如 能 利 用 代 谢 物 酸 碱 性 质 的 差 异, 改 变 水 相 提 取 溶 剂 的 ph, 那 么 无 论 是 复 杂 的 生 物 体 液 还 是 细 胞, 其 代 谢 物 提 取 均 可 得 到 改 善 142

143 应 用 报 告 红 细 胞 全 面 代 谢 组 学 研 究 的 最 大 化 代 谢 物 提 取 方 法 实 验 部 分 第 一 个 实 验 的 目 的 是 确 定 有 利 于 两 相 分 离 并 满 足 红 细 胞 代 谢 物 液 液 萃 取 要 求 的 水 相 和 有 机 相 溶 剂 的 体 积 和 比 例 第 二 个 实 验 是 采 用 第 一 个 实 验 中 确 定 的 水 相 / 有 机 相 比 例 对 实 际 红 细 胞 样 品 进 行 提 取, 验 证 该 方 法 的 有 效 性 和 实 用 性 第 三 个 实 验 使 用 不 同 ph 值 的 水 相 进 行 红 细 胞 代 谢 物 提 取, 并 通 过 LC/MS 分 析 考 察 水 相 ph 值 的 变 化 如 何 影 响 提 取 代 谢 物 的 数 量 和 种 类 优 化 相 分 离 条 件 通 过 第 一 个 实 验 确 定 实 现 最 佳 相 分 离 所 需 的 水 和 有 机 溶 剂 的 比 例 向 6 个 1.7 ml 微 量 离 心 管 中 分 别 加 入 等 体 积 (0.75 ml) 的 80:20 甲 醇 / 水 溶 液 使 用 该 比 例 是 因 为 甲 醇 / 水 的 比 例 更 低 时 溶 液 在 提 取 过 程 中 有 可 能 冻 结 分 别 向 六 个 离 心 管 中 加 入 0.1 ml 0.2 ml 0.3 ml 0.4 ml 0.5 ml 和 0.6 ml 氯 仿 ( 图 4) 苏 丹 红 I 是 一 种 脂 溶 性 重 氮 染 料 3, 可 溶 于 非 极 性 溶 剂 并 使 氯 仿 溶 液 呈 现 明 亮 的 黄 / 橙 色, 将 其 加 入 氯 仿 中 以 清 楚 地 观 察 氯 仿 相 并 指 示 极 性 和 非 极 性 相 互 溶 的 程 度 此 时, 所 有 的 离 心 管 中 都 未 实 现 两 相 分 离 向 每 管 中 加 入 0.20 ml 水 以 促 进 相 分 离, 随 后 进 行 离 心, 即 可 观 察 到 不 同 程 度 的 相 分 离 即 使 在 离 心 后, 也 未 能 在 氯 仿 体 积 较 小 (0.1 和 0.2 ml) 的 离 心 管 中 观 察 到 明 显 的 相 分 离 对 于 明 显 实 现 相 分 离 的 离 心 管, 回 收 氯 仿 并 进 行 测 定 氯 仿 体 积 超 过 0.4 ml 的 离 心 管 回 收 率 相 近 由 于 氯 仿 图 4. 在 0.75 ml 80:20 的 甲 醇 / 水 等 份 溶 液 中 逐 渐 增 加 氯 仿 体 积 模 拟 提 取 步 骤 稍 后 加 入 额 外 的 0.2 ml 水 促 进 相 分 离 加 入 一 种 脂 溶 性 重 氮 染 料 苏 丹 红 I 观 察 相 分 离 在 水 相 ( 上 层 ) 出 现 的 色 带 是 由 于 氯 仿 与 甲 醇 互 溶 进 入 了 水 相 提 取 测 试 接 下 来 的 实 验 采 用 之 前 确 定 的 水 相 / 有 机 相 比 例 进 行 红 细 胞 代 谢 物 提 取 实 验 流 程 如 图 5 所 示 经 柠 檬 酸 钠 抗 凝 处 理 的 供 体 红 细 胞 ( 斯 坦 福 大 学 血 液 中 心 ) 以 0.5 ml 等 分 加 入 6 支 1.7 ml 微 量 离 心 管 中 4 C 以 1000g 离 心 2 分 钟, 于 冰 浴 中 吸 出 上 清 液 此 时 可 进 行 清 洗 循 环, 包 括 将 红 细 胞 在 磷 酸 缓 冲 盐 (PBS) 中 重 悬 离 心 并 吸 出 上 清 液 ( 本 实 验 中 并 未 采 用 ) 清 洗 可 以 去 除 非 红 细 胞 代 谢 物 和 仍 可 能 存 在 于 细 胞 外 的 其 它 化 合 物, 但 同 时 也 会 推 迟 样 品 冷 却 和 裂 解, 并 可 能 造 成 少 量 的 磷 酸 盐 残 留 和 甲 醇 部 分 互 溶, 在 水 相 中 仍 可 以 观 察 到 有 部 分 残 留 染 料 同 样, 氯 仿 相 的 体 积 增 加 了 约 10%, 也 是 源 于 氯 仿 与 甲 醇 的 互 溶 因 此 可 以 预 见, 一 些 非 极 性 化 合 物 也 可 能 出 现 在 水 相 中 143

144 144 图 5. 用 1.7 ml 离 心 管 进 行 红 细 胞 代 谢 物 液 液 萃 取 的 流 程 图

145 应 用 报 告 红 细 胞 全 面 代 谢 组 学 研 究 的 最 大 化 代 谢 物 提 取 方 法 每 个 离 心 管 加 入 0.15 ml 超 纯 冰 水 (Milli-Q) 重 悬 红 细 胞 先 放 入 -25 C 循 环 浴 中 0.5 分 钟, 再 放 入 37 C 水 浴 0.5 分 钟, 以 停 止 细 胞 代 谢 并 进 行 细 胞 裂 解 向 每 管 中 加 入 0.6 ml -20 C 的 甲 醇, 涡 旋 混 合 均 匀 将 离 心 管 置 入 -25 C 的 循 环 浴 向 每 个 离 心 管 中 加 入 不 同 体 积 的 氯 仿, 第 一 个 离 心 管 中 加 入 0.35 ml, 从 第 二 管 开 始 每 管 多 加 入 0.05 ml( 表 1) 每 隔 5 分 钟 短 暂 涡 旋 振 荡 离 心 管 一 次, 持 续 30 分 钟, 其 间 将 离 心 管 置 于 冰 浴 中 将 离 心 管 转 移 至 室 温, 并 加 入 0.15 ml 冰 超 纯 水 促 进 相 分 离 本 实 验 中 加 入 0.15 ml 冰 水 而 不 是 第 一 个 实 验 中 采 用 的 0.2 ml, 这 是 因 为 离 心 管 中 的 红 细 胞 占 有 一 定 体 积 4 C 以 1000g 离 心 1 分 钟 后 即 可 在 紧 密 的 红 细 胞 层 的 上 方 和 下 方 观 察 到 明 显 的 两 相 分 离 离 心 管 置 于 -20 C 过 夜, 让 残 留 的 氯 仿 与 水 / 甲 醇 相 分 开 图 6 显 示 了 代 谢 物 提 取 的 结 果 虽 然 实 际 上 所 有 离 心 管 中 的 水 相 体 积 是 一 样 的, 但 看 起 来 并 不 相 同, 这 是 由 氯 仿 与 甲 醇 的 互 溶 导 致 的 6 个 离 心 管 中 分 别 加 入 少 许 苏 丹 红 I 颗 粒 ( 图 7) 要 实 际 进 行 LC/MS 分 析 的 样 品 不 会 进 行 此 操 作, 本 实 验 中 加 入 苏 丹 红 I 颗 粒 只 是 为 了 更 容 易 评 估 氯 仿 相 的 最 终 体 积, 并 估 计 约 有 多 少 氯 仿 由 图 6. 采 用 表 1 中 的 溶 剂 体 积 进 行 红 细 胞 代 谢 物 的 提 取 虽 然 每 管 中 实 际 加 入 的 水 相 ( 上 层 ) 体 积 相 同, 但 由 于 氯 仿 和 甲 醇 互 溶 导 致 混 合 后 各 管 中 的 水 相 体 积 看 起 来 不 同 每 管 中 的 上 下 层 液 相 分 别 转 移 到 不 同 的 1.7 ml 微 量 离 心 管 中 注 意 不 要 扰 动 红 细 胞 层 也 不 要 将 红 细 胞 带 出 由 于 3 号 管 氯 仿 回 收 体 积 与 初 始 加 入 体 积 (0.45 ml) 相 同, 故 可 以 认 为 最 完 全 的 相 分 离 发 生 在 3 号 管 ( 见 表 1) 因 此, 后 续 试 验 采 用 了 3 号 管 的 溶 剂 比 例 和 体 积 即 使 用 体 积 比 为 4:2:3 甲 醇 / 水 / 氯 仿 进 行 提 取 和 相 分 离 采 用 该 比 例, 水 相 和 有 机 相 的 互 溶 性 最 小, 可 在 后 续 分 析 前 进 行 很 好 的 相 分 离 于 与 甲 醇 互 溶 进 入 水 相 表 1. 各 离 心 管 中 加 入 的 水 相 和 有 机 相 体 积 用 于 细 胞 裂 解 用 于 相 分 离 的 水 体 积 甲 醇 体 积 氯 仿 体 积 的 水 体 积 总 体 积 管 号 (ml) (ml) (ml) (ml) (ml)

146 数 据 采 集 和 分 析 这 三 个 样 品 都 采 用 Agilent 1100 系 列 液 相 色 谱 仪 和 带 电 喷 雾 离 子 源 的 Agilent 6210 飞 行 时 间 质 谱 仪 组 成 的 LC/MS 系 统 进 行 分 析 该 TOF 系 统 采 用 m/z 和 m/z 的 外 标 进 行 校 正 以 确 保 最 佳 的 质 量 准 确 度 安 捷 伦 MassHunter 工 作 站 软 件 中 的 分 子 特 征 提 取 (MFE) 算 法 被 用 来 在 这 三 个 数 据 文 件 中 寻 找 分 子 特 征 未 识 别 的 非 靶 向 化 图 7. 离 心 管 中 加 入 苏 丹 红 I, 以 帮 助 观 察 氯 仿 相, 并 评 估 氯 仿 与 甲 醇 / 水 的 互 溶 程 度 实 验 2 中 的 测 试 样 品 并 没 有 进 行 进 一 步 的 LC/MS 分 析, 但 在 处 理 实 际 样 品 时, 此 时 两 个 管 均 应 进 行 真 空 干 燥, 并 采 用 初 始 液 相 流 动 相 重 悬 多 个 水 相 ph 值 条 件 下 的 萃 取 第 三 个 实 验 主 要 考 察 水 相 ph 值 对 非 靶 向 代 谢 物 提 取 的 影 响 程 度, 并 进 一 步 考 察 多 ph 值 萃 取 能 否 改 善 代 谢 物 提 取 三 个 50 ml 锥 形 瓶 中 各 装 入 50 ml 超 纯 水 (Milli-Q) 第 一 瓶 中 加 入 浓 甲 酸 至 甲 酸 终 浓 度 为 1%,pH = 2 第 二 瓶 中 加 入 30% 浓 氨 水 至 氨 水 终 浓 度 为 2%,pH = 9 第 三 瓶 仍 保 持 中 性 ph = 7 三 个 红 细 胞 样 品 采 用 图 5 中 描 述 的 流 程 进 行 制 备 溶 剂 量 和 比 例 采 用 之 前 实 验 中 确 定 的 最 佳 分 离 条 件 在 第 一 次 样 品 重 悬 时 ( 步 骤 4), 第 一 个 样 品 用 0.15 ml ph 为 2 的 甲 酸 水 溶 液, 第 二 个 样 品 用 0.15 ml 中 性 ph 值 的 超 纯 水, 第 三 个 样 品 用 0.15 ml ph 为 9 的 稀 氨 水 提 取 和 相 分 离 过 程 结 束 后, 对 每 个 样 品 的 水 相 进 行 真 空 干 燥, 然 后 用 初 始 液 相 流 动 相 复 溶, 用 于 后 续 分 析 合 物 MFE 算 法 寻 找 随 时 间 协 变 的 质 量 信 号 ( 离 子 ), 分 析 可 能 的 化 学 关 系 ( 同 位 素 加 合 物 二 聚 体 多 价 态 ), 并 生 成 每 个 分 子 特 征 相 应 的 化 合 物 色 谱 图 和 质 谱 图 该 方 法 可 发 现 色 谱 中 分 离 度 较 差 的 化 合 物, 提 高 发 现 化 合 物 的 总 数 结 果 得 到 为 每 个 样 品 中 所 含 的 分 子 特 征 ( 化 合 物 ) 列 表, 每 个 分 子 特 征 都 有 相 应 的 色 谱 和 质 谱 信 息 LC 条 件 色 谱 柱 : Zorbax SB-Aq, µm,3.5 µm 流 速 : 柱 温 : 20 C 0.4 ml/min 进 样 量 : 2.0 µl 流 动 相 : 梯 度 条 件 : MS 条 件 离 子 化 模 式 : 干 燥 气 流 速 : A:0.1% 甲 酸 水 溶 液 B:0.1% 甲 酸 乙 腈 溶 液 min 2% B min 100% B 30.0 min 结 束 分 析 正 离 子 模 式 10 L/min 干 燥 气 温 度 : 250 C 雾 化 器 压 力 : 毛 细 管 电 压 : 40 psig 4000 V 最 大 质 量 数 : 1700 参 比 离 子 流 速 : 10 µl/min 扫 描 范 围 : m/z 采 集 速 度 : 2 Hz 146

147 应 用 报 告 红 细 胞 全 面 代 谢 组 学 研 究 的 最 大 化 代 谢 物 提 取 方 法 为 了 鉴 定 每 个 样 品 中 的 溶 剂 提 取 化 合 物, 分 别 将 这 三 个 分 子 特 征 列 表 在 安 捷 伦 METLIN 代 谢 物 数 据 库 中 进 行 检 索 METLIN 数 据 库 ph2 ph9 由 斯 克 里 普 斯 研 究 所 质 谱 中 心 编 制, 包 含 超 过 种 内 源 性 和 外 源 性 代 谢 物, 以 及 二 肽 和 三 肽 的 的 大 量 质 谱 数 据 化 学 式 和 结 构 信 息 METLIN 数 据 库 的 检 索 结 果 ( 质 量 匹 配 偏 差 小 于 10ppm 的 化 合 物 ) 以 Microsoft Excel 表 格 输 出 图 8 是 不 同 ph 值 时 提 取 化 合 物 总 数 的 柱 状 图 ph = 7 和 ph = 9 时 提 取 化 合 物 的 总 数 有 明 显 差 异,pH = 9 时 提 取 的 化 合 物 数 量 是 ph = 7 时 提 取 化 合 物 数 量 的 两 倍 图 8 中 的 原 始 数 据 包 含 一 些 冗 余 数 据, 包 括 单 个 分 子 特 征 在 METLIN 数 据 库 中 匹 配 了 多 个 具 有 相 同 质 量 数 的 化 合 物 在 Microsoft Excel 中 分 别 对 这 三 个 化 合 物 96 ( 质 量 数 ) 列 表 进 行 过 滤 去 除 冗 余 数 据, 保 证 三 个 列 表 中 的 各 个 特 定 化 合 物 ( 质 量 数 ) 只 在 每 个 ph 值 提 取 物 列 表 中 出 现 一 次 这 ph7 就 可 以 对 不 同 ph 值 条 件 下 的 提 取 物 进 行 1 对 1 的 比 较 接 下 来, 将 这 三 个 列 表 合 并, 建 立 一 个 无 冗 余 化 合 物 库 该 库 和 各 ph 值 提 取 物 列 表 一 起 导 入 安 捷 伦 的 GeneSpring MS 数 据 分 析 软 件, 就 可 以 得 到 一 个 Venn 图 ( 图 9), 该 图 是 基 于 三 个 列 表 和 库 构 建 的, 显 示 了 单 个 ph 值 条 件 下 可 以 提 取 到 的 化 合 物 数 量, 以 及 在 两 个 或 三 个 ph 值 条 件 下 可 以 提 取 到 的 化 合 物 数 量 图 9. GeneSpring MS 得 到 的 Venn 图 显 示 了 单 个 两 个 或 三 个 ph 值 条 件 下 能 够 提 取 到 的 化 合 物 数 量 在 该 库 的 总 共 1211 个 无 冗 余 化 合 物 中, 有 相 当 数 量 (339 个 ) 的 化 合 物 在 三 个 ph 值 条 件 下 均 能 提 取 得 到, 这 表 明 它 们 对 提 取 ph 值 的 变 化 不 敏 感 这 就 意 味 着 这 些 化 合 物 能 在 单 一 ph 值 条 件 下 如 ph = 7 时, 也 可 以 毫 无 遗 漏 地 全 部 提 取 然 而, 超 过 总 数 三 分 之 一 (443 个 ) 的 化 合 物 只 能 在 ph = 9 时 提 取 得 到 该 ph 值 条 件 可 提 取 到 含 羧 酸 基 团 的 化 合 物 最 终 ph = 9 时 提 取 到 的 许 多 代 谢 物 Compounds found 被 鉴 定 为 脂 肪 酸, 涉 及 花 生 四 烯 酸 代 谢 白 三 烯 代 谢 以 及 脂 质 合 成 虽 然 其 中 许 多 化 合 物 在 中 性 ph 值 条 件 下 稳 定, 也 可 在 ph = 7 条 件 下 提 取, 但 若 仅 在 中 性 ph 值 条 件 下 提 取, 仍 得 不 到 这 些 化 合 物, 这 一 点 已 经 得 到 共 识, 这 一 结 论 也 同 样 适 用 于 只 能 在 ph = 7 时 提 取 得 到 的 96 个 化 合 物 和 只 能 在 ph = 2 时 提 取 时 得 到 的 75 个 0 ph 2 ph 7 ph 9 Aqueous phase ph 化 合 物 图 8. 各 个 ph 值 条 件 下 MassHunter 检 测 到 的 化 合 物 总 ( 原 始 ) 数 量 147

148 应 用 报 告 结 论 本 文 介 绍 了 一 种 在 微 量 离 心 管 中 进 行 红 细 胞 代 谢 物 液 液 萃 取 的 有 效 方 法 正 确 的 水 相 和 有 机 相 比 例 既 能 满 足 高 有 机 相 终 止 代 谢 的 要 求, 又 能 在 加 水 后 达 到 良 好 的 两 相 分 配, 对 于 在 二 者 间 取 得 良 好 的 平 衡 至 关 重 要 两 相 分 配 使 得 极 性 和 非 极 性 代 谢 物 分 别 回 收 成 为 可 能 最 终, 在 多 个 ph 值 条 件 下 ( 如 ph 2 7 和 9) 进 行 代 谢 物 的 提 取, 可 显 著 增 加 提 取 到 的 代 谢 物 数 量 对 于 该 特 定 样 品, 如 果 只 关 于 安 捷 伦 科 技 安 捷 伦 科 技 公 司 是 生 命 科 学 研 究 设 备 的 领 先 供 应 商, 致 力 于 帮 助 科 学 家 理 解 复 杂 的 生 物 过 程, 确 定 发 病 机 理 和 加 快 新 药 开 发 速 度 安 捷 伦 的 生 命 科 学 解 决 方 案 专 为 提 高 灵 敏 度 重 现 性 和 工 作 效 率 而 设 计, 为 基 因 组 学 蛋 白 组 学 和 代 谢 组 学 应 用 提 供 分 析 仪 器 微 流 控 技 术 软 件 芯 片 耗 材 以 及 服 务 在 单 一 中 性 ph 值 条 件 下 进 行 代 谢 物 提 取, 那 么 超 过 45% 的 代 谢 物 都 不 能 被 有 效 地 提 取 回 收 这 在 本 领 域 已 成 为 共 识 参 考 文 献 : 1. Folch, J., Lees, M. and Stanley, G.H.S. Preparation of lipid extracts from brain tissue. J. Biol. Chem., 226, (1957). 2. Bligh, E.G. and Dyer, W.J. A rapid method of total lipid extraction and purification. Can. J. Biochem. Physiol., 37, (1959). 3. Green, Floyd J., The Sigma-Aldrich Handbook of Stains, Dyes, 了 解 更 多 : 在 线 购 买 : 安 捷 伦 客 户 服 务 中 心 : 免 费 专 线 : ( 手 机 用 户 ) 联 系 我 们 : [email protected] 在 线 询 价 : and Indicators, 1990, Aldrich Chemical Company, Inc., Milwaukee, Wisconsin. 本 文 仅 限 研 究 使 用, 不 可 用 于 诊 断 目 的 本 文 中 的 信 息 说 明 和 指 标 如 有 变 更, 恕 不 另 行 通 知 安 捷 伦 对 本 文 可 能 存 在 的 错 误 或 由 于 提 供 展 示 或 使 用 本 文 所 造 成 的 间 接 损 失 不 承 担 任 何 责 任 安 捷 伦 科 技 ( 中 国 ) 有 限 公 司, 年 10 月 31 日, 中 国 印 刷 CHCN 148

149 3.2 健 康 / 临 床 / 疾 病 代 谢 组 学 气 质 联 用 篇 应 用 GC/MS 及 安 捷 伦 Fiehn GC/MS 代 谢 组 学 RTL 数 据 库 鉴 定 血 浆 中 的 代 谢 物 应 用 通 讯 作 者 Mine Palazoglu 和 Oliver Fiehn 加 州 大 学 戴 维 斯 分 校 基 因 研 究 中 心 Davis, CA 摘 要 气 相 色 谱 / 质 谱 (GC/MS) 联 用 技 术 可 为 代 谢 组 学 研 究 提 供 高 分 离 能 力 和 高 灵 敏 度 代 谢 组 学 筛 选 的 效 用 很 大 程 度 上 取 决 于 被 鉴 定 代 谢 物 的 数 目 并 与 其 生 物 学 解 释 有 关 通 常, 最 难 的 步 骤 是 对 这 些 代 谢 物 进 行 鉴 定 最 新 的 安 捷 伦 Fiehn GC/MS 代 谢 组 学 RTL( 保 留 时 间 锁 定 ) 数 据 库 正 是 专 为 简 化 代 谢 物 鉴 定 而 开 发 的 一 款 数 据 库 本 文 以 人 血 浆 样 品 为 例 阐 释 了 复 杂 生 物 基 体 中 代 谢 物 的 鉴 定 通 过 质 谱 解 卷 积 和 快 捷 灵 活 高 通 量 的 安 捷 伦 Fiehn 谱 库 检 索 匹 配, 对 常 规 的 鉴 定 流 程 进 行 补 充 判 断 鉴 定 结 果 是 否 准 确 的 一 个 最 重 要 指 标 就 是 样 品 保 留 时 间, 即 通 过 与 内 标 物 d27- 肉 豆 蔻 酸 的 绝 对 保 留 时 间 进 行 锁 定 判 断 保 留 时 间 的 一 致 性 安 捷 伦 Fiehn 谱 库 特 有 的 保 留 时 间 锁 定 技 术 增 加 了 鉴 定 结 果 的 可 信 度 平 均 保 留 时 间 偏 差 小 于 0.15 min, 更 是 增 加 了 代 谢 物 鉴 定 结 果 的 可 靠 性 和 可 信 度 正 如 NIH/NIDDK 和 代 谢 组 学 学 会 近 期 所 建 议 的 那 样, 采 取 类 似 措 施 对 化 合 物 鉴 定 程 序 进 行 补 充, 在 代 谢 物 鉴 定 报 告 的 规 范 化 过 程 中 发 挥 着 越 来 越 重 要 的 作 用 149

150 引 言 即 使 使 用 现 代 仪 器, 对 复 杂 生 物 基 体 中 小 分 子 代 谢 物 ( Da) 的 全 面 定 性 与 定 量, 即 代 谢 组 学, 依 然 是 分 析 化 学 中 极 具 挑 战 性 的 课 题 单 一 的 方 法 无 法 完 成 此 项 任 务 例 如, 萜 烯 类 等 强 挥 发 性 物 质 不 能 使 用 以 液 相 色 谱 进 行 分 析, 而 必 须 使 用 气 相 色 谱 同 样, 液 相 色 谱 比 毛 细 管 电 泳 (CE) 技 术 更 适 于 分 离 多 酚 类 物 质, 而 二 磷 酸 肌 醇 和 三 磷 酸 肌 醇 ( 如 糖 酵 解 和 卡 尔 文 循 环 途 径 中 ) 最 适 合 毛 细 管 电 泳 分 离 然 而, 这 三 种 主 要 分 离 技 术 的 任 意 一 种 都 能 对 一 系 列 不 同 种 类 化 合 物 进 行 并 行 检 测 及 定 量, 特 别 是 当 采 用 质 谱 进 行 准 确 灵 敏 的 检 测 时, 更 是 如 此 GC/MS 可 为 代 谢 组 学 研 究 提 供 高 分 离 能 力 和 高 灵 敏 度 尽 管 分 离 机 制 有 很 大 不 同, 但 各 主 要 分 离 方 法 所 能 鉴 定 的 化 合 物 种 类 有 很 大 重 叠 而 高 重 叠 度 ( 即 使 与 核 磁 共 振 技 术 相 比 ) 的 内 在 原 因 在 于 这 些 丰 富 的 代 谢 中 间 产 物 所 具 有 的 固 有 特 性 复 杂 生 物 基 体 中 各 种 代 谢 物 的 浓 度 差 异 很 大, 在 提 取 时 必 须 保 证 各 物 质 结 构 的 完 整 性 和 相 对 丰 度 的 一 致 性 然 而, 不 同 物 种 ( 比 如 小 白 鼠 大 白 鼠 和 人, 甚 至 亲 缘 关 系 更 远 的 哺 乳 动 物 鸟 类 和 酵 母 菌 之 类 的 简 单 的 真 核 生 物 ) 之 间 的 核 心 代 谢 途 径 在 设 计 上 是 高 度 相 似 的 这 些 固 有 的 代 谢 途 径 有 助 于 满 足 生 物 体 共 同 的 代 谢 需 求, 比 如 氧 化 碳 源 以 获 取 能 量, 或 者 相 反 地, 利 用 碳 水 化 合 物 氨 基 酸 和 脂 肪 酸 合 成 蛋 白 质 复 合 脂 类 和 能 量 存 储 的 生 物 高 分 子 如 糖 原 和 脂 肪, 用 于 细 胞 生 长 随 后 可 根 据 生 物 体 内 分 解 代 谢 和 生 物 合 成 途 径 的 活 性 来 解 释 各 固 有 中 间 代 谢 产 物 的 相 对 丰 度 因 此, 代 谢 组 学 筛 选 的 效 用 很 大 程 度 上 取 决 于 被 鉴 定 代 谢 物 的 数 量 以 及 其 相 关 的 生 物 学 解 释 本 文 使 用 一 种 溶 剂 混 合 物 实 现 蛋 白 质 的 沉 淀 和 提 取, 随 后 进 行 化 学 衍 生 化 GC/MS 分 析 谱 图 解 卷 积 数 据 处 理, 再 通 过 对 一 系 列 代 谢 产 物 列 表 进 行 验 证, 鉴 定 了 人 血 浆 中 的 代 谢 物, 并 演 示 了 外 部 化 学 及 生 物 学 数 据 库 的 相 关 应 用 实 验 于 中 午 12:00 至 下 午 3:00 采 集 志 愿 者 血 液, 并 在 15 min 内 离 心 去 除 血 小 板 整 个 过 程 样 品 均 用 冰 冷 却, 随 后 冻 于 -80 C 样 品 初 次 解 冻 后 分 为 若 干 等 份 待 GC/MS 分 析 量 取 30 µl 血 浆, 加 入 1 ml 单 一 相 混 合 提 取 液 ( 异 丙 醇 : 乙 腈 : 水 3:3:2, v/v), 于 20 C 提 取 5 min 离 心 后, 量 取 0.5 ml 上 清 液 于 试 管 中, 置 于 SpeedVac 浓 缩 器 中 充 分 浓 缩 至 干 之 后, 通 过 以 下 两 个 步 骤 进 行 样 品 的 衍 生 化 反 应 首 先, 向 试 管 中 加 入 10 µl 浓 度 为 40 mg/ml 的 甲 氧 基 胺 盐 酸 盐 吡 啶 溶 液, 于 30 C 放 置 90 min 进 行 甲 基 肟 化 反 应, 以 保 护 羰 基 然 后, 为 增 强 化 合 物 的 挥 发 性, 加 入 90 µl 含 有 1 % 三 甲 基 氯 硅 烷 的 N- 甲 基 三 甲 基 硅 三 氟 乙 酰 胺 溶 液 (MSTFA + 1% TMCS, Pierce) 于 37 C 环 境 中 静 置 30 min 进 行 衍 生 化 衍 生 化 步 骤 使 得 醛 类 和 酮 类 化 合 物 在 检 测 结 果 中 出 现 两 个 色 谱 峰 : 即 顺 式 和 反 式 异 构 体, 例 如 葡 萄 糖 1 和 葡 萄 糖 2 GC/MS 条 件 如 下 :6890 GC 柱 温 箱 从 60 C 以 10 C/min 速 率 升 至 325 C( 含 启 动 时 间 1 min 和 最 终 平 衡 时 间 10 min), 整 个 过 程 共 37.5 min, 再 冷 却 至 60 C 用 10 µl 进 样 针, 采 用 分 流 / 不 分 流 进 样 口, 进 样 体 积 为 1 µl, 进 样 口 温 度 为 250 C, 每 次 进 样 泵 取 4 次, 进 样 前 后 都 用 溶 剂 A 和 溶 剂 B 洗 针, 洗 针 次 数 分 别 为 1 次 和 2 次 使 用 高 柱 塞 速 度, 无 粘 度 延 迟 和 驻 留 时 间 样 品 采 用 不 分 流 和 分 流 进 样 不 分 流 进 样 : 氦 气 吹 扫 流 速 10.5 ml/min, 吹 扫 时 间 1 min(8.2 psi) 气 体 节 省 装 置 打 开, 气 体 流 速 20 ml/min, 保 持 3 min 所 用 色 谱 柱 为 长 29 m 配 有 10 m Duragard 预 柱 的 DB5-MS 色 谱 柱, 内 径 0.25 mm, 膜 厚 0.25 µm 载 气 为 氦 气, 恒 定 流 速 1 ml/min 质 量 选 择 检 测 器 (MSD) 的 信 号 数 据 速 率 设 为 20 Hz, 管 线 温 度 290 C 5.90 min 的 溶 剂 延 迟 时 间 过 后, 打 开 四 极 杆 质 谱, 扫 描 范 围 为 u 离 子 源 温 度 设 为 230 C, 四 极 杆 温 度 设 为 150 C 数 据 采 集 前, 先 根 据 仪 器 操 作 手 册 用 FC43 对 MSD 进 行 自 动 调 谐 分 流 进 样 时, 除 将 分 流 比 设 为 1:10, 分 流 速 率 设 为 10.3 ml/min 外, 其 他 参 数 设 置 与 上 述 相 同 利 用 安 捷 伦 化 学 工 作 站 的 RTL 系 统 锁 定 内 标 物 d27- 肉 豆 蔻 酸 绝 对 保 留 时 间 保 留 时 间 的 锁 定 减 少 了 各 次 运 行 之 间 的 保 留 时 间 变 异 采 用 安 捷 伦 Fiehn GC/MS 代 谢 组 学 RTL 数 据 库 (2008 年 6 月 版 ) 进 行 代 谢 物 的 鉴 定 该 数 据 库 是 目 前 市 场 上 最 全 面 的 代 谢 物 GC/MS 谱 库, 包 含 了 约 700 种 常 见 代 谢 物 的 可 检 索 GC/MS EI 谱 图 及 保 留 时 间 数 据 150

151 结 果 本 实 验 对 一 位 正 在 参 与 药 物 遗 传 学 实 验 项 目 的 22 岁 女 性 志 愿 者 的 两 份 血 浆 样 品 进 行 了 代 谢 物 检 测, 两 份 样 品 抽 取 时 间 间 隔 为 4 周 该 项 目 旨 在 通 过 评 估 个 体 患 者 的 代 谢 状 态 以 预 测 治 疗 措 施 的 效 果 分 别 利 用 不 分 流 和 分 流 方 式 进 样 后, 对 血 浆 样 品 进 行 GC/MS 分 析 血 浆 的 主 要 成 分 为 葡 萄 糖, 有 时 候 也 称 作 血 糖, 人 体 内 的 血 糖 浓 度 保 持 在 5mM 左 右, 为 人 体 各 器 官 特 别 是 大 脑 提 供 所 需 能 量 其 他 预 期 的 含 量 较 高 的 代 谢 物 包 括 游 离 胆 固 醇, 饱 和 游 离 脂 肪 酸 和 一 系 列 氨 基 酸, 特 别 是 作 为 骨 骼 肌 与 肝 脏 之 间 三 碳 载 体 的 丙 氨 酸 不 同 临 床 实 验 室 之 间 血 浆 提 取 方 法 的 不 统 一 可 能 导 致 分 析 结 果 的 偏 差 一 些 倾 向 于 用 EDTA 抗 凝, 而 另 一 些 则 喜 欢 用 肝 素 或 柠 檬 酸 盐 为 得 到 准 确 的 分 析 结 果, 必 须 控 制 抗 凝 剂 的 使 用 美 国 国 家 卫 生 研 究 院 正 致 力 于 制 订 最 佳 方 法 标 准 文 件 以 规 范 和 协 调 众 多 方 法 然 而, 目 前 还 没 有 相 关 文 件 发 布 样 品 经 1:10 分 流 进 样 后, 利 用 安 捷 伦 化 学 工 作 站 软 件 可 检 测 到 许 多 丰 度 峰 扣 除 本 底 后 利 用 NIST MS 检 索 或 化 学 工 作 站 PBM 查 询 将 质 谱 结 果 与 安 捷 伦 Fiehn GC/MS 代 谢 组 学 RTL 数 据 库 进 行 相 似 度 比 对, 结 果 在 保 留 时 间 和 min 轻 松 鉴 定 出 丙 氨 酸 柠 檬 酸 葡 萄 糖 和 胆 固 醇 ( 图 1) 即 使 未 进 一 步 净 化, 这 些 化 合 物 质 谱 图 通 过 PBM 和 NIST MS 搜 索, 其 质 谱 匹 配 因 子 分 别 能 达 到 90 和 900 以 上 质 谱 图 中 柠 檬 酸 盐 的 丰 度 很 高 而 缺 少 EDTA 峰, 表 明 临 床 采 血 后 加 入 了 柠 檬 酸 盐 进 行 抗 凝, 这 使 得 内 源 性 柠 檬 酸 盐 的 测 定 变 得 不 可 能 安 捷 伦 Fiehn 谱 库 中 包 含 由 美 国 标 准 与 技 术 研 究 院 研 发 的 用 于 GC/MS 鉴 定 的 自 动 质 谱 解 卷 积 (AMDIS) 程 序, 可 对 低 丰 度 化 合 物 进 行 分 析 质 谱 解 卷 积 程 序 可 以 自 动 寻 找 色 谱 峰, 并 使 用 最 能 描 述 特 征 峰 的 典 型 示 踪 离 子 从 共 提 物 中 解 卷 积 谱 图, 之 后 在 用 户 定 义 的 质 谱 库 中 进 行 相 似 度 匹 配, 使 搜 索 变 得 快 速 简 便 图 1. 甲 基 肟 化 及 三 甲 基 硅 醚 化 处 理 后 进 行 GC/MS 分 析 和 安 捷 伦 Fiehn 数 据 库 匹 配 的 人 血 浆 代 谢 物 鉴 定 结 果 中 图 : 总 离 子 流 图, 分 流 比 1:10 上 图 l: 使 用 安 捷 伦 化 学 工 作 站 中 的 PBM 快 速 检 索 得 到 的 胆 固 醇 鉴 定 结 果 下 图 : 使 用 NIST MS 检 索 及 保 留 时 间 信 息 得 到 的 葡 萄 糖 2 鉴 定 结 果 151

152 显 然, 质 谱 峰 数 量 与 解 卷 积 谱 图 质 量 取 决 于 样 品 色 谱 图 的 复 杂 性 及 AMDIS 的 设 置 系 统 中 并 没 有 优 化 好 的 AMDIS 设 置 用 户 必 须 先 将 分 辨 率 灵 敏 度 和 峰 形 设 置 为 中 等, 利 用 两 个 相 邻 峰 进 行 本 底 扣 除 ( 图 2), 之 后 根 据 检 测 到 的 假 阳 性 和 假 阴 性 峰 来 评 估 结 果 的 优 劣 图 2. 质 谱 解 卷 积 的 AMDIS 设 置 图 3. 人 血 浆 中 衣 康 酸 和 柠 康 酸 尽 管 谱 图 相 似 ( 下 图 ), 保 留 时 间 相 近, 但 仍 可 得 到 鉴 定 ( 上 图 中 的 红 色 标 记 峰 ) 在 分 流 进 样 和 不 分 流 进 样 时, 通 过 改 变 中 等 高 特 高 设 置 时 发 现, 不 同 设 置 对 检 测 的 峰 数 量 有 影 响, 但 对 样 品 中 检 测 到 的 代 谢 物 数 量 影 响 不 大 综 合 各 方 法 之 后, 采 用 不 分 流 方 式 进 样, 首 先 将 解 卷 积 后 的 谱 图 与 安 捷 伦 Fiehn GC/MS 代 谢 组 学 RTL 数 据 库 谱 图 进 行 匹 配, 然 后 通 过 比 对 二 者 保 留 时 间 的 差 异 缩 小 了 命 中 范 围, 最 后 对 匹 配 的 质 谱 峰 进 行 人 工 验 证, 鉴 定 出 血 浆 样 本 中 的 102 个 峰 ( 表 1) 在 约 90 % 的 情 况 下,AMDIS 峰 列 表 中 匹 配 度 最 高 的 峰 是 正 确 的 色 谱 峰 在 图 3 中, 以 两 种 有 机 酸 ( 衣 康 酸 和 柠 康 酸, 检 测 信 噪 比 分 别 为 319 和 172) 为 例 说 明 了 这 种 自 动 匹 配 程 序 当 对 比 离 子 m/z 73, 147, 215 的 丰 度 时, 这 两 种 酸 的 质 谱 图 非 常 相 似 并 且 其 洗 脱 时 间 极 为 相 近 ( 相 差 约 5 s) 尽 管 相 似 度 很 高, 应 用 低 丰 度 离 子 和 保 留 时 间 差 异 仍 可 准 确 鉴 别 这 些 不 常 见 的 酸 在 另 外 一 些 情 况 下 ( 约 10% 质 谱 峰 ), 当 正 确 代 谢 物 的 谱 图 的 匹 配 度 仅 比 它 其 中 一 个 异 构 体 略 低 时, 代 谢 物 的 鉴 定 就 必 须 依 赖 于 保 留 时 间 的 微 小 差 异 了 这 种 情 况 在 糖 类 和 糖 醇 类 化 合 物 中 时 有 发 生, 比 如 葡 萄 糖 果 糖 核 糖 及 核 糖 醇 不 过 绝 大 多 数 情 况 下, 利 用 安 捷 伦 Fiehn 数 据 库 中 候 选 代 谢 物 和 测 定 代 谢 物 的 保 留 时 间 差 异 可 轻 易 将 错 误 的 鉴 定 结 果 区 分 出 来 ( 图 4) 然 而, 不 分 流 进 样 时, 必 须 考 虑 到 一 种 情 况 : 由 于 气 流 条 件 的 改 变, 9 min 之 前 洗 脱 的 代 谢 物 会 比 预 期 中 出 峰 时 间 晚 0.4 min, 这 是 由 于 1:10 的 分 流 条 件 所 造 成 的 ( 图 4) 在 几 乎 所 有 情 况 下, 鉴 定 出 的 质 谱 峰 其 保 留 时 间 差 异 都 在 0.15 min 以 内 当 保 留 时 间 的 差 异 大 于 0.15 min 时, 尽 管 谱 图 有 很 高 的 相 似 度, 鉴 定 结 果 很 有 可 能 是 错 误 的, 如 苏 丁 醇 苏 丁 醇 的 异 构 体 赤 藓 醇 并 没 有 被 收 录 到 2008 版 的 安 捷 伦 Fiehn GC/MS 代 谢 组 学 RTL 数 据 库 中 图 4. 测 得 的 保 留 时 间 与 Fiehn 库 中 保 留 时 间 的 偏 差 左 图 :1:10 分 流 比 进 样 ( 用 于 生 成 数 据 库 谱 图 ) 右 图 : 不 分 流 进 样 蓝 色 棱 形 : 保 留 时 间 锁 定 化 合 物 d27- 肉 豆 蔻 酸 空 棱 形 : 苏 丁 醇, 可 能 被 错 误 鉴 定, 因 保 留 时 间 漂 移 > 0.15 min 洗 脱 时 间 < 9 min 的 代 谢 物 保 留 时 间 漂 移 ( 右 图 ) 的 原 因 是 分 流 进 样 和 不 分 流 进 样 时 载 气 流 速 的 改 变 152

153 名 称 CAS PubChem MSnet RT RT (lib) RT-RT(lib) 纯 度 m/z S/N m/z 4- 羟 脯 酸 % 丙 氨 酸 % β- 氰 基 - L - 丙 氨 酸 % 肌 酸 酐 % 胱 氨 酸 % ε- 己 内 酰 胺 % 谷 氨 酸 % 谷 氨 酸 % 谷 氨 酸 3 ( 氧 代 脯 氨 酸 ) % 谷 氨 酰 胺 % 甘 氨 酸 % 异 亮 氨 酸 % 亮 氨 酸 % 亮 氨 酸 % L- 甲 硫 氨 酸 % 赖 氨 酸 % 鸟 氨 酸 % 苯 丙 氨 酸 % 脯 氨 酸 % 脯 氨 酸 % 丝 氨 酸 % 丝 氨 酸 % 苏 氨 酸 % 色 氨 酸 % 酪 氨 酸 % 尿 素 % 缬 氨 酸 % 缬 氨 酸 % 羟 基 吡 啶 % 吲 哚 乙 酸 % 吲 哚 乙 酸 % 羟 基 苯 甲 酸 % 羟 基 烟 酸 % 苯 -1,2,4- 三 醇 % 苯 甲 酸 % 咖 啡 酸 % 烟 酸 % 对 甲 酚 % 吡 啶 甲 酸 % 邻 苯 三 酚 % 尿 酸 % 阿 拉 伯 糖 醇 % 果 糖 % 果 糖 % 岩 藻 糖 % 葡 萄 糖 % 葡 萄 糖 % 甘 油 % 甘 油 1- 磷 酸 % 乙 醇 酸 % 异 麦 芽 糖 % 来 苏 糖 % 麦 芽 糖 % 表 1. 应 用 保 留 时 间 锁 定 和 不 分 流 进 样 四 极 杆 GC/MS, 结 合 AMDIS- 安 捷 伦 Fiehnlib 查 询 对 血 浆 中 102 种 化 合 物 的 鉴 定 结 果 未 完 全 衍 生 的 化 合 物 会 产 生 多 种 衍 生 物 类 型, 由 化 合 物 名 称 后 加 等 数 字 表 示 该 表 由 AMDIS 中 的 生 成 报 告 选 项 生 成 153

154 名 称 CAS PubChem MSnet RT RT (lib) RT-RT(lib) 纯 度 m/z S/N m/z 麦 芽 糖 % 肌 醇 % 糖 ( 二 ) 酸 % 蔗 糖 % 苏 糖 醇 % 癸 酸 甲 酯 C % 甘 二 烷 甲 酸 甲 酯 C % 二 十 烷 酸 甲 酯 C % 二 十 六 烷 酸 甲 酯 C % 月 桂 酸 甲 酯 C % methyl linocerate C % 肉 豆 蔻 酸 甲 酯 C % 二 十 八 酯 甲 酯 C % 棕 榈 酸 甲 酯 C % 壬 酸 甲 酯 C % 硬 脂 酸 甲 酯 C % 肉 豆 蔻 酸 d C14 RTL % 花 生 酸 % 山 嵛 酸 % 癸 酸 % 辛 酸 % 十 七 烷 酸 % 月 桂 酸 % 亚 油 酸 % 肉 豆 蔻 酸 % 油 酸 % 棕 榈 酸 % 棕 榈 油 酸 % 庚 二 酸 % 硬 脂 酸 % 羟 基 癸 酸 % 十 六 醇 % 糠 酸 % 羟 基 丁 酸 % 酮 己 酸 % 己 二 酸 % α 酮 戊 二 酸 % 柠 康 酸 % 柠 檬 酸 % 甘 油 酸 % 衣 康 酸 % 乳 酸 % 磷 酸 % 丙 酮 酸 % 琥 珀 酸 % 反 式 乌 头 酸 % 乙 二 酸 % 维 生 素 E % 胆 固 醇 % 接 表 1 154

155 进 一 步 研 究 鉴 定 结 果 发 现, 信 噪 比 和 峰 纯 度 共 氨 基 化 合 物 羟 基 酸 碳 水 化 合 物 同 决 定 了 血 浆 代 谢 物 质 谱 峰 的 最 终 数 据 库 匹 配 和 脂 肪 酸 和 脂 肪 醇 中 每 一 类 别 都 含 有 度 ( 图 5) 当 信 噪 比 超 过 100 时, 所 有 峰 与 安 15 种 或 15 种 以 上 的 特 征 峰 ( 图 6), 在 氨 基 捷 伦 Fiehn 数 据 库 中 谱 图 的 匹 配 值 都 可 达 到 酸 和 其 他 含 氨 基 的 化 合 物 中 所 具 有 的 特 征 峰 数 80 以 上 对 于 峰 纯 度, 总 趋 势 为 质 谱 峰 纯 度 越 目 会 更 多 ( 比 如 尿 素 ) 该 特 征 峰 的 数 目 表 明 高, 匹 配 度 越 好 然 而, 这 种 峰 纯 度 的 相 关 性 GC/MS 可 以 分 析 和 鉴 定 血 浆 中 几 乎 所 有 主 要 类 趋 势 并 没 有 像 信 噪 比 那 样 明 确 清 晰 的 关 联 和 阈 别 的 主 要 代 谢 物 值 范 围 随 后 根 据 主 要 化 学 基 团 将 鉴 定 出 的 102 种 代 谢 物 归 类 到 甾 醇 类 和 芳 香 族 化 合 物 图 5. 鉴 定 代 谢 物 的 质 谱 匹 配 度 相 关 性 左 图 :AMDIS 解 卷 积 后 质 谱 的 纯 度 右 图 : 定 量 离 子 的 信 噪 比 安 捷 伦 Fiehn GC/MS 代 谢 组 学 RTL 数 据 库 的 搜 索 结 果 不 仅 能 够 用 于 鉴 别 代 谢 物, 而 且 能 够 提 供 化 合 物 的 识 别 码, 即 PubChem 号 码 利 用 该 识 别 码 可 进 行 代 谢 物 相 关 的 生 理 学 和 生 物 化 学 信 息 检 索 这 对 于 一 些 非 常 见 化 合 物 非 常 有 用, 如 衣 康 酸 当 用 户 用 PubChem 号 码 ( 安 捷 伦 Fiehn 数 据 库 中 每 种 化 合 物 名 称 前 面 括 号 中 的 编 码 ) 进 行 查 询 时,PubChem 网 站 会 提 供 关 于 其 生 物 化 学 代 谢 途 径 数 据 库 KEGG 的 链 接 ( 图 7) 打 开 相 关 链 接,KEGG 会 提 供 化 合 物 涉 及 的 酶 及 代 谢 途 径 的 信 息 例 如 衣 康 酸 酯 的 C5- 支 路 二 元 酸 代 谢 机 制, 该 机 制 同 时 包 含 柠 康 酸 和 衣 康 酸 ( 图 3 中 的 鉴 定 结 果 ), 根 据 鉴 定 结 果 推 导 出 柠 康 酸 和 衣 康 酸 丰 度 受 柠 苹 酸 调 控 的 假 设 当 利 用 KEGG 途 径 进 行 人 血 浆 代 谢 物 的 查 询 时, 不 应 将 查 询 范 围 局 限 在 人 类 的 代 谢 途 径, 这 一 点 非 常 重 要, 因 为 多 种 微 生 物 会 将 其 代 谢 物 分 泌 到 人 类 血 管 系 统, 并 且 会 有 许 多 外 源 性 化 合 物 随 人 类 的 饮 食 而 被 摄 入 ( 比 如, 植 物 源 性 化 合 物 ) 因 此, 化 合 物 的 高 度 多 样 性 和 血 浆 代 谢 物 鉴 定 结 果 的 复 杂 性 是 可 以 预 期 的 这 就 是 血 浆 代 谢 物 谱 图 中 仍 有 很 多 质 谱 峰 有 待 鉴 定 的 原 因 图 6. 鉴 定 出 的 血 浆 代 谢 物 的 类 别 组 成 155

156 结 论 本 文 在 人 血 浆 代 谢 物 的 分 析 过 程 中 应 用 了 最 新 的 安 捷 伦 Fiehn GC/MS 代 谢 组 学 RTL 数 据 库 例 行 鉴 定 程 序 结 束 后, 通 过 AMDIS 质 谱 解 卷 积 和 样 品 谱 图 在 安 捷 伦 Fiehn 谱 库 中 进 行 快 捷 灵 敏 高 通 量 检 索 匹 配, 对 鉴 定 结 果 进 行 确 证 判 断 鉴 定 结 果 是 否 准 确 的 一 个 最 重 要 的 标 准 就 是 保 留 时 间 的 一 致 性 该 保 留 时 间 与 内 标 物 d27- 肉 豆 蔻 酸 的 绝 对 保 留 时 间 锁 定 安 捷 伦 Fiehn 数 据 库 特 有 的 保 留 时 间 锁 定 功 能 增 加 了 鉴 定 结 果 的 可 靠 性 保 留 时 间 偏 差 小 于 0.15 min, 更 增 加 了 代 谢 物 鉴 定 结 果 的 可 靠 性 和 可 信 度 正 如 NIH/NIDDK 和 代 谢 组 学 学 会 所 建 议 的 那 样, 采 取 类 似 措 施 对 化 合 物 鉴 定 程 序 进 行 补 充, 在 代 谢 物 鉴 定 报 告 的 规 范 化 过 程 中 发 挥 着 越 来 越 重 要 的 作 用 参 考 文 献 : Sumner LW, Amberg A, Barrett D, Beger R, Beale MH, Daykin C, Fan TWM, Fiehn O, Goodacre R, Griffin JL, Hankemeier T, Hardy N, Higashi R, Kopka J, Lindon JC, Lane AN, Marriott P, Nicholls AW, Reilly MD, Viant M (2007) Proposed minimum reporting standards for chemical analysis. Metabolomics 3, 图 7. 根 据 PubChem 号 码 查 询 被 鉴 定 代 谢 物 的 相 关 生 物 学 信 息 Castle LA, Fiehn O, Kaddurah-Daouk R, Lindon JC (2006) Metabolomics standards workshop and the development of international standards for reporting metabolomics experimental results. Brief. Bioinformatics 7, Halket JM, Przyborowska A, Stein SE, Mallard WG, Down S, Chalmers RA (1999) Deconvolution gas chromatography mass spectrometry of urinary organic acids - Potential for pattern recognition and automated identification of metabolic disorders. Rapid Comm. Mass Spectrom. 13, 安 捷 伦 Fiehn GC/MS 代 谢 组 学 RTL 数 据 库 产 品 说 明 书 2008 年 5 月, 安 捷 伦 文 献 : EN G1676AA 安 捷 伦 Fiehn GC/MS 代 谢 组 学 RTL 数 据 库 : 化 合 物 清 单 2008 年 6 月 安 捷 伦 文 献 : EN 安 捷 伦 G1676AA 安 捷 伦 Fiehn GC/MS 代 谢 组 学 RTL 数 据 库 使 用 指 南 2008 年 6 月, 安 捷 伦 出 版 号 :G 本 文 仅 限 研 究 使 用, 不 可 用 于 诊 断 目 的 文 中 涉 及 的 信 息 说 明 和 指 标, 如 有 变 更, 恕 不 另 行 通 知 安 捷 伦 科 技 公 司 对 本 资 料 中 出 现 的 错 误, 以 及 由 于 提 供 使 用 本 资 料 所 造 成 的 意 外 或 间 接 损 害 不 承 担 责 任 安 捷 伦 科 技 ( 中 国 ) 有 限 公 司, 年 4 月 1 日, 中 国 印 制 CHCN 156

157 附 录

158 安 捷 伦 代 谢 组 学 采 用 安 捷 伦 LC/MS 和 GC/MS 系 统 的 代 谢 组 学 研 究 摘 要 合 集 基 于 质 谱 (MS) 的 代 谢 组 学 是 一 种 可 用 于 许 多 生 物 学 问 题 研 究 的 技 术 代 谢 产 物 的 化 学 性 质 差 异 很 大, 各 个 代 谢 产 物 的 丰 度 变 化 也 很 大, 因 此, 代 谢 组 学 研 究 通 常 需 要 多 种 技 术 联 合 使 用, 特 定 分 析 技 术 可 能 更 适 用 于 某 类 特 定 样 品 分 析 其 中, 最 常 用 的 两 种 技 术 是 GC/MS 和 LC/MS 分 析 进 行 全 面 代 谢 组 学 研 究 的 实 验 室 经 常 综 合 采 用 这 两 种 方 法 发 现 代 谢 组 学 是 通 过 比 较 对 照 组 和 试 验 组 的 代 谢 组 ( 有 机 体 的 所 有 代 谢 产 物 ), 发 现 代 谢 谱 的 差 异 接 下 来 进 行 代 谢 产 物 化 学 结 构 的 鉴 定 和 确 证, 最 后 阐 释 发 现 的 代 谢 产 物 与 生 物 过 程 或 研 究 条 件 的 关 系 靶 向 代 谢 组 学 成 功 的 关 键 在 于 质 量 精 度 分 析 通 量 和 结 果 可 靠 性 虽 然 与 表 达 谱 相 比, 这 些 分 析 是 比 较 常 规 的 分 析, 但 需 处 理 大 量 的 样 品 一 般 来 说, 这 些 研 究 通 常 采 用 GC/MS 系 统 的 选 择 性 离 子 监 测 (SIM) 模 式, 或 采 用 三 重 串 联 四 极 杆 LC/MS 系 统 的 多 反 应 监 测 (MRM) 模 式 进 行 目 标 化 合 物 的 MS/MS 分 析 158

159 LC/MS 发 现 代 谢 组 学 飞 行 时 间 质 谱 (TOF) 1. 通 过 非 靶 向 脂 质 代 谢 谱 分 析 鉴 定 乙 型 肝 炎 病 毒 复 制 细 胞 中 的 超 高 丰 度 的 胆 固 醇 前 体 Rodgers MA,Saghatelian A,Yang PL J Am Chem Soc Apr 15;131(14): 病 毒 依 赖 于 宿 主 的 脂 质 代 谢 通 路 进 行 成 功 复 制, 目 前 越 来 越 多 的 研 究 开 始 关 注 这 些 通 路, 以 期 将 其 做 为 新 的 抗 病 毒 药 物 治 疗 靶 点 尽 管 如 此, 人 们 对 于 病 毒 感 染 对 细 胞 脂 质 代 谢 的 影 响 仍 知 之 甚 少, 也 尚 未 发 现 被 病 毒 利 用 的 特 定 脂 质 代 谢 物 我 们 采 用 基 于 液 相 色 谱 / 质 谱 (LC-MS) 的 非 靶 向 代 谢 谱 分 析 发 现, 由 于 一 种 重 要 的 人 类 病 原 体 HBV 的 复 制, 脂 质 代 谢 产 物 的 稳 态 丰 度 发 生 了 明 显 变 化 非 靶 向 代 谢 谱 分 析 表 明, 虽 然 主 要 脂 类 代 谢 产 物 不 受 HBV 的 影 响, 但 荷 质 比 为 367m/z 的 代 谢 产 物 在 阳 性 HBV 细 胞 中 的 丰 度 比 正 常 细 胞 高 18 倍 根 据 碎 片 离 子 的 质 谱 图 以 及 与 标 准 品 一 起 进 样 的 结 果, 该 离 子 被 鉴 定 为 7- 脱 氢 胆 固 醇 (7-DHC), 是 胆 固 醇 的 直 接 脱 氢 前 体 已 有 研 究 表 明, 胆 固 醇 是 许 多 病 毒 复 制 所 必 需 的 物 质 本 文 首 次 证 明 病 毒 复 制 与 7-DHC 的 选 择 性 累 积 相 关 目 前 大 部 分 病 毒 学 研 究 方 法 都 通 过 消 除 所 有 固 醇, 以 阻 止 病 毒 病 原 体 对 固 醇 的 任 何 选 择 性 利 用 本 研 究 表 明 乙 肝 病 毒 可 以 选 择 性 地 利 用 7-DHC 而 非 其 它 类 固 醇, 并 试 图 探 寻 这 种 富 集 的 功 能 性 意 义 以 及 阐 明 相 应 的 机 理 研 究 结 果 还 突 出 了 非 靶 向 代 谢 谱 分 析 作 为 病 毒 感 染 关 键 代 谢 产 物 鉴 定 方 法 的 重 要 价 值 2. 通 过 基 于 LC-MS 的 地 松 鼠 肝 代 谢 组 学 研 究 分 析 冬 眠 周 期 Nelson CJ,Otis JP,Martin SL,Carey HV. Physiol Genomics Mar 3;37(1): Epub 2008 Dec 23. 哺 乳 动 物 冬 眠 的 特 点 是 新 陈 代 谢 的 灵 活 性, 主 要 表 现 为 可 逆 的 代 谢 抑 制 ( 蛰 伏 ) 和 夏 冬 更 替 过 程 中 以 糖 类 代 谢 为 主 的 代 谢 方 式 和 以 脂 质 代 谢 为 主 的 代 谢 方 式 交 替 变 化 为 了 更 深 入 了 解 不 同 休 眠 阶 段 的 生 理 信 息, 我 们 采 用 基 于 LC/MS 的 代 谢 组 学 研 究 方 法, 进 行 了 地 松 鼠 肝 五 个 不 同 时 期 的 小 分 子 代 谢 产 物 差 异 研 究 : 夏 天 进 入 冬 眠 深 度 冬 眠 从 冬 眠 中 苏 醒 以 及 完 全 觉 醒 阶 段 在 不 同 的 季 节 和 冬 眠 - 苏 醒 循 环 的 不 同 阶 段, 酶 辅 助 因 子 代 谢 氨 基 酸 分 解 代 谢, 以 及 嘌 呤 和 嘧 啶 代 谢 均 有 明 显 的 不 同, 且 可 观 察 到 冬 眠 期 间 代 谢 产 物 的 减 少 和 苏 醒 期 间 代 谢 产 物 的 增 加 多 种 脂 类 代 谢 产 物 也 发 生 了 变 化,1- 油 酰 溶 血 卵 磷 脂 胆 固 醇 硫 酸 盐 和 鞘 氨 醇 等 在 冬 眠 期 间 达 到 最 低 水 平, 而 十 六 烷 二 酸 在 冬 眠 期 内 逐 渐 积 累 研 究 结 果 展 示 了 几 类 代 谢 产 物 在 冬 眠 期 间 的 含 量 具 有 显 著 差 异, 并 突 出 了 代 谢 组 学 分 析 在 破 译 冬 眠 信 息 中 的 重 要 意 义 3. 鉴 定 蛋 白 质 - 代 谢 产 物 相 互 作 用 的 总 体 代 谢 谱 分 析 方 法 Tagore R,Thomas HR,Homan EA,Munawar A,Saghatelian A J Am Chem Soc Oct 29;130(43): Epub 2008 Oct 3 了 解 蛋 白 质 的 生 化 功 能 对 于 阐 明 其 细 胞 和 生 理 功 能 具 有 重 要 意 义 鉴 于 生 物 大 分 子 的 相 互 作 用 在 生 物 学 中 的 重 要 性, 人 们 设 计 了 许 多 方 法 来 研 究 并 确 定 蛋 白 质 与 DNA RNA 以 及 其 它 蛋 白 质 的 生 物 相 关 性 能 阐 明 蛋 白 质 和 小 分 子 代 谢 产 物 结 合 的 辅 助 方 法 会 进 一 步 加 深 对 蛋 白 质 - 代 谢 产 物 相 互 作 用 的 理 解, 并 作 为 现 有 方 法 的 补 充 本 研 究 表 明, 采 用 总 体 代 谢 谱 分 析 研 究 平 台, 结 合 蛋 白 介 导 的 小 分 子 富 集 步 骤 可 实 现 复 杂 代 谢 产 物 基 质 中 天 然 蛋 白 质 - 代 谢 产 物 相 互 作 用 的 鉴 别 159

160 4. 分 子 式 和 METLIN 个 人 代 谢 物 数 据 库 匹 配 在 LC/TOF-MS 检 测 化 合 物 鉴 定 中 的 应 用 Sana TR,Roark JC,Li X,Waddell K,Fischer SM. J Biomol Tech Sep;19(4): 为 了 简 化 并 优 化 液 相 色 谱 - 飞 行 时 间 质 谱 代 谢 组 学 数 据 的 化 合 物 鉴 定 过 程, 我 们 从 公 共 METLIN 数 据 库 ( 中 抽 取 了 多 个 化 合 物 构 建 了 个 人 化 的 代 谢 物 数 据 库 软 件 此 外, 我 们 还 在 数 据 库 的 基 础 上 增 加 了 其 它 功 能 :(a) 增 加 了 允 许 用 户 指 定 保 留 时 间 作 为 辅 助 搜 索 参 数 的 功 能, 弥 补 仅 靠 精 确 质 量 数 进 行 检 索 的 不 足 ; 以 及 (b) 允 许 调 用 独 立 软 件 分 子 式 生 成 器 (MFG), 对 精 确 质 量 数 检 索 结 果 进 行 可 靠 的 解 释 为 了 检 验 这 种 鉴 定 策 略 的 实 用 性, 我 们 将 混 合 标 样 中 78 个 合 成 尿 样 标 准 品 的 保 留 时 间 加 入 到 数 据 库 中 各 自 的 精 确 质 量 数 条 目 下 对 混 合 标 样 进 行 分 析 并 通 过 METLIN 尿 样 数 据 库 进 行 检 索, 结 果 表 明 其 中 46 个 化 合 物 的 精 确 质 量 数 和 保 留 时 间 可 匹 配 接 着 在 相 同 的 条 件 下 进 行 了 人 尿 样 的 分 析 和 数 据 库 检 索 人 尿 样 中 共 检 测 到 1387 个 离 子, 其 中 16 个 离 子 的 精 确 质 量 数 和 保 留 时 间 均 可 与 78 个 标 准 品 中 的 相 应 化 合 物 相 匹 配 另 外 374 个 离 子 仅 能 与 数 据 库 中 的 精 确 质 量 数 匹 配, 其 中 163 个 离 子 具 有 最 高 的 MFG 得 分 用 MFG 计 算 得 到 了 其 它 849 个 数 据 库 检 索 未 得 到 匹 配 结 果 的 离 子 的 分 子 式 综 上 所 述,METLIN 个 人 代 谢 物 数 据 库 和 MFG 软 件 联 用 可 提 供 用 于 确 认 数 据 库 检 索 匹 配 化 合 物 分 子 式 的 可 靠 策 略 即 使 在 经 过 数 据 库 检 索 后 未 得 到 匹 配 结 果, 该 策 略 仍 能 给 出 可 用 于 解 释 实 验 结 果 的 可 能 分 子 式 5. 采 用 氢 化 硅 胶 基 固 定 相 的 高 效 液 相 色 谱 质 谱 联 用 技 术 分 析 亲 水 性 代 谢 产 物 Pesek JJ,Matyska MT,Fischer SM,Sana TR. J Chromatogr A Sep 12;1204(1): Epub 2008 Jul 31. 采 用 一 种 新 型 的 氢 化 硅 胶 基 固 定 相 评 价 了 代 表 三 类 代 谢 产 物 的 标 准 品 在 含 水 正 相 (ANP) 模 式 下 的 保 留 行 为 考 察 了 改 变 柱 温 或 在 流 动 相 和 样 品 溶 剂 中 加 入 不 同 的 添 加 剂 对 氨 基 酸 糖 类 和 小 分 子 有 机 酸 类 物 质 保 留 行 为 的 影 响 采 用 梯 度 洗 脱 分 析 模 式, 结 果 表 明 这 几 类 化 合 物 的 保 留 时 间 重 现 性 极 好 在 15 和 30 两 个 柱 温 条 件 下, 氨 基 酸 混 合 物 样 品 的 50 多 次 进 样 获 得 了 卓 越 的 结 果 重 现 性,RSD 小 于 1% 该 技 术 可 分 离 19 种 非 衍 生 化 氨 基 酸 标 准 品 有 机 酸 和 糖 类, 说 明 该 固 定 相 具 有 分 离 复 杂 基 质 如 尿 液 中 极 性 代 谢 产 物 的 潜 力 6. 用 LC/TOF-MS 快 速 分 析 真 菌 培 养 基 和 无 花 果 干 中 的 次 级 代 谢 产 物 Senyuva HZ,Gilbert J,Oztürkolu S. Anal Chim Acta Jun 9; 617(1-2): Epub 2008 Jan 16. 建 立 了 真 菌 代 谢 谱 分 析 的 高 效 液 相 色 谱 - 飞 行 时 间 质 谱 (LC/TOF-MS) 法 通 过 将 黄 曲 霉 毒 素 赭 曲 毒 素 单 端 孢 霉 烯 族 毒 素 和 其 它 代 谢 产 物 添 加 到 空 白 培 养 基 中 并 分 析, 考 察 了 该 方 法 的 分 析 性 能, 即 质 量 精 确 度 选 择 性 ( 特 异 性 ) 和 重 复 性 进 行 样 品 提 取 和 LC/TOF-MS 分 析 后, 将 这 些 标 准 品 在 由 465 个 次 级 代 谢 产 物 组 成 的 数 据 库 中 进 行 检 索, 实 现 了 准 确 鉴 定 以 在 各 种 基 质 上 生 长 了 7 到 14 天 的 11 种 产 生 毒 素 的 真 菌 和 4 个 不 产 生 毒 素 的 真 菌 为 分 析 对 象, 验 证 了 该 方 法 的 可 行 性 还 用 该 方 法 进 行 了 两 种 产 生 毒 素 的 真 菌 在 γ 射 线 灭 菌 的 无 花 果 干 上 生 长 了 7 到 14 天 的 黄 曲 菌 ( ) 和 寄 生 菌 ( ) 的 代 谢 谱 分 析 对 真 菌 菌 丝 和 其 生 长 的 培 养 基 或 无 花 果 干 一 起 进 行 溶 剂 萃 取, 并 用 快 速 高 分 离 度 微 径 液 相 色 谱 柱 进 行 LC/TOF-MS 分 析 数 据 进 行 聚 类 分 析, 表 明 电 喷 雾 离 子 化 (ESI)-TOF-MS 可 用 于 准 确 鉴 定 粗 提 物 中 的 代 谢 产 物 使 用 元 素 代 谢 产 物 数 据 库 检 索, 结 果 表 明 从 收 集 到 的 培 养 基 提 取 液 中 分 离 鉴 定 出 了 预 期 的 代 谢 产 物 该 方 法 的 高 分 析 速 度 和 操 作 简 便 性 意 味 着 它 能 被 用 于 灭 菌 无 花 果 中 这 些 代 谢 产 物 含 量 的 日 常 监 测 在 14 天 内, 黄 曲 霉 毒 素 及 曲 酸 含 量 在 5 到 6 天 达 到 最 高 水 平, 而 5- 甲 氧 基 柄 曲 菌 素 的 含 量 保 持 相 对 稳 定 除 了 这 些 已 知 的 可 预 期 由 真 菌 产 生 的 代 谢 产 物 外, 还 鉴 定 出 了 一 些 其 他 的 代 谢 产 物, 如 : 娄 地 青 霉 素 A 烟 曲 霉 素 烟 曲 霉 文 B 畸 形 素 ( 肽 ) 曲 霉 酸 黑 曲 霉 素 土 曲 菌 酮 青 地 霉 酸 和 青 霉 酸 等 160

161 7. 采 用 多 重 电 离 质 谱 法 揭 示 代 谢 组 学 的 复 杂 性 Nordström A,Want E,Northen T,Lehtiö J,Siuzdak G. Anal Chem Jan 15; 80(2): Epub 2007 Dec 18. 采 用 多 重 电 离 质 谱 分 析 策 略 进 行 了 人 血 清 提 取 物 的 分 析 色 谱 分 离 产 物 采 用 大 气 压 电 喷 雾 电 离 (ESI) 和 大 气 压 化 学 电 离 (APCI) 质 谱 进 行 正 离 子 (+) 模 式 和 负 离 子 (-) 模 式 在 线 分 析 此 外, 还 结 合 表 面 基 质 辅 助 激 光 解 吸 / 电 离 (MALDI) 和 硅 表 面 解 吸 电 离 (DIOS) 离 线 质 谱 对 流 分 收 集 器 收 集 到 的 样 品 组 分 进 行 了 鉴 定 使 用 XCMS 软 件 处 理 原 始 数 据 得 到 时 间 对 应 的 离 子 特 征, 即 每 个 保 留 时 间 对 应 的 唯 一 的 m/z 值 将 LC-MS 采 用 ESI 和 APCI 的 正 离 子 和 负 离 子 模 式 分 析 得 到 的 离 子 特 征 列 表 进 行 比 较, 去 除 重 复 离 子 得 到 每 种 模 式 下 的 专 有 离 子 列 表 即 在 其 它 离 子 化 模 式 下 同 一 保 留 时 间 没 有 观 察 到 同 一 化 合 物 的 [M + H](+) [M - H](-) 或 [M + Na](+) 离 子 的 非 冗 余 独 一 无 二 的 离 子 特 征 列 表 血 清 提 取 物 在 ESI 模 式 下 同 时 进 行 正 离 子 和 负 离 子 模 式 分 析 得 到 的 离 子 与 仅 进 行 负 离 子 模 式 分 析 相 比 得 到 的 专 有 离 子 多 了 90% APCI 分 析 对 ESI 分 析 是 个 补 充, 可 增 加 约 20% 的 专 有 离 子 最 后, 将 ESI/APCI 离 子 化 与 流 分 收 集 和 离 线 MALDI 和 DIOS 质 谱 结 合 将 LC-MS 采 集 到 的 数 据 中 与 流 分 相 对 应 的 各 部 分 总 离 子 流 色 谱 图 汇 总, 并 将 得 到 的 m/z 列 表 与 DIOS/MALDI 质 谱 得 到 的 m/z 列 表 进 行 比 较 对 于 每 个 流 分,DIOS 分 析 可 得 到 约 50% 的 专 有 离 子 上 述 结 果 表 明, 真 正 全 面 的 代 谢 组 学 研 究 需 要 采 用 多 种 离 子 化 技 术 以 应 对 代 谢 产 物 固 有 的 多 变 性 和 随 之 而 来 的 代 谢 组 学 研 究 的 复 杂 性 8. 代 谢 组 学 鉴 定 人 体 丙 酸 盐 代 谢 紊 乱 Wikoff WR,Gangoiti JA,Barshop BA,Siuzdak G. Clin Chem Dec; 53(12): Epub 2007 Oct 19. 采 用 非 靶 向 质 谱 代 谢 组 学 方 法 进 行 甲 基 丙 二 酸 血 症 (MMA) 和 丙 酸 血 症 (PA) 研 究 方 法 : 使 用 非 靶 向 质 谱 代 谢 组 学 筛 选 平 台 分 析 血 清 甲 醇 提 取 物, 寻 找 MMA PA 病 人 和 健 康 人 血 清 样 品 中 存 在 的 差 异 分 子 特 征 采 用 毛 细 反 相 液 相 色 谱 (4µL/min) 与 飞 行 时 间 质 谱 联 用 技 术 进 行 分 析, 数 据 处 理 采 用 非 线 性 校 准 软 件 XCMS 和 在 线 数 据 库 METLIN 检 索, 以 寻 找 和 鉴 定 疾 病 中 差 异 调 控 的 代 谢 产 物 结 果 : 检 测 到 约 3500 个 分 子 特 征, 其 中 丙 酰 肉 碱 被 认 定 为 疾 病 的 最 佳 标 志 物 (P 值 1.3 x 10-18), 结 果 证 明 了 非 靶 向 代 谢 组 学 方 法 用 于 临 床 化 学 发 现 的 可 行 性 五 种 额 外 的 肉 毒 碱 代 谢 产 物 在 病 人 血 清 和 健 康 人 血 清 中 存 在 显 著 性 差 异,γ- 丁 基 甜 菜 碱 在 一 组 病 人 中 显 著 增 加 两 种 肉 毒 碱 代 谢 产 物 和 大 量 未 鉴 定 的 组 分 在 MMA 和 PA 组 中 存 在 显 著 性 差 异 许 多 代 谢 产 物 在 所 有 公 共 数 据 库 中 都 检 索 不 到, 因 此 仍 无 法 准 确 鉴 定, 但 其 含 量 在 正 常 对 照 组 MMA 组 和 PA 组 中 存 在 显 著 性 差 异, 表 明 单 一 酶 缺 陷 对 复 杂 的 下 游 代 谢 会 产 生 重 要 影 响 结 论 : 本 概 念 验 证 研 究 表 明, 代 谢 组 学 分 析 能 扩 大 与 人 类 疾 病 相 关 的 代 谢 产 物 范 围, 同 时 也 表 明 该 方 法 有 望 用 于 疾 病 诊 断 和 患 者 的 临 床 评 价 9. 稳 定 同 位 素 标 记 辅 助 代 谢 组 学 分 析 中 元 素 组 成 的 确 定 Hegeman AD,Schulte CF,Cui Q,Lewis IA,Huttlin EL,Eghbalnia H,Harms AC,Ulrich EL,Markley JL,Sussman MR. Anal Chem Sep 15; 79(18): Epub 2007 Aug 21. 从 包 含 成 千 上 万 种 代 谢 产 物 的 生 物 提 取 物 中 鉴 定 出 个 别 的 化 合 物 是 代 谢 组 学 技 术 面 临 的 主 要 挑 战 质 谱 可 以 在 极 大 的 丰 度 和 分 子 量 动 态 范 围 内 提 供 卓 越 的 灵 敏 度, 但 是 受 限 于 无 法 区 分 同 重 的 化 合 物 本 文 中, 通 过 比 较 生 长 在 四 种 不 同 环 境 (I)12C 和 14N( 天 然 丰 度 ),(II)12C 和 15N,(III)13C 和 14N, 或 (IV)13C 和 15N 中 的 拟 南 芥 提 取 物 中 的 代 谢 产 物, 我 们 将 早 期 研 究 中 采 用 同 位 素 标 记 进 行 元 素 组 成 分 析 (Rodgers, R. P.;Blumer, E. N.;Hendrickson, C. L.; Marshal, A. G. J. Am. Soc. Mass Spectrom. 2000, 11, ), 测 量 精 确 质 量 数 以 限 定 分 子 式 组 成 的 分 析 方 法 进 行 了 扩 展 通 过 两 种 方 法 在 显 著 扩 大 的 质 量 数 范 围 内 对 4 个 样 品 进 行 精 确 质 量 数 测 定, 确 定 了 化 合 物 唯 一 的 元 素 组 成 第 一 种 方 法, 将 代 谢 产 物 质 量 数 与 数 据 库 中 的 个 已 知 活 体 细 胞 中 的 化 合 物 进 行 匹 配, 代 谢 产 物 质 量 数 值 分 别 采 用 四 种 同 位 素 条 件 下 的 计 算 值 在 第 二 种 方 法 中, 首 先 计 算 四 种 同 位 素 条 件 下 可 能 的 原 子 组 合 的 质 量 数, 然 后 针 对 这 些 质 量 数 对 代 谢 产 物 质 量 数 进 行 检 索 在 这 两 种 方 法 中, 均 对 每 个 同 位 素 标 记 条 件 下 得 到 的 元 素 组 成 列 表 进 行 比 较, 寻 找 在 四 种 同 位 素 条 件 中 的 至 少 三 种 条 件 下, 在 HPLC 中 具 有 相 似 保 留 行 为 的 共 有 分 子 式 结 果 表 明, 代 谢 标 记 可 提 供 其 它 限 制 条 件, 从 而 在 更 宽 的 质 量 范 围 中 更 可 靠 地 确 定 分 子 式 组 成 161

162 四 级 杆 飞 行 时 间 质 谱 (QTOF) 1. 代 谢 组 学 研 究 揭 示 了 肠 道 微 生 物 对 哺 乳 动 物 血 液 代 谢 产 物 的 巨 大 影 响 Wikoff WR,Anfora AT,Liu J,Schultz PG,Lesley SA,Peters EC,Siuzdak G. Proc Natl Acad Sci U S A Mar 10; 106(10): Epub 2009 Feb 20. 虽 然 人 们 早 已 认 识 到 居 住 于 人 类 肠 道 内 的 微 生 物 菌 群 对 人 类 健 康 有 着 广 泛 的 影 响, 但 产 生 这 些 影 响 相 关 的 生 化 机 理 仍 不 明 确 本 文 通 过 一 项 全 面 的 基 于 质 谱 的 代 谢 组 学 研 究, 揭 示 了 肠 道 微 生 物 菌 群 对 哺 乳 动 物 血 液 代 谢 产 物 产 生 的 惊 人 影 响 研 究 采 用 各 种 质 谱 联 用 技 术 对 无 菌 小 鼠 血 浆 和 一 般 小 鼠 血 浆 的 代 谢 组 进 行 了 比 较 仅 在 1 组 样 品 中 就 观 察 到 数 以 百 计 的 分 子 特 征, 其 中 的 大 多 数 分 子 特 征 是 一 般 小 鼠 所 独 有 的, 约 10% 的 两 个 样 品 组 中 都 可 以 观 察 到 的 分 子 特 征 信 号 强 度 存 在 显 著 性 差 异 氨 基 酸 代 谢 物 的 差 异 尤 为 明 显 例 如, 细 菌 介 导 产 生 的 色 氨 酸 衍 生 物 含 生 物 活 性 吲 哚 的 代 谢 产 物, 如 硫 酸 吲 哚 酚 和 抗 氧 化 吲 哚 -3 丙 酸 (IPA) 受 到 了 明 显 影 响 研 究 表 明 IPA 的 产 生 完 全 依 赖 于 肠 道 菌 群 的 存 在, 可 以 由 生 孢 梭 菌 定 植 产 生 在 肠 道 微 生 物 的 存 在 下, 多 种 含 苯 基 的 有 机 酸 含 量 也 大 幅 增 加 本 研 究 还 观 察 到 宿 主 对 肠 道 菌 群 代 谢 产 物 的 广 泛 类 药 性 II 期 代 谢 应 答, 说 明 肠 道 菌 群 对 宿 主 药 物 代 谢 能 力 有 直 接 的 影 响 总 之, 研 究 表 明 细 菌 代 谢 和 哺 乳 动 物 代 谢 存 在 显 著 的 相 互 作 用 2. 鉴 定 新 的 内 源 性 代 谢 产 物 并 通 过 固 定 化 方 法 表 征 其 与 蛋 白 质 的 相 互 作 用 Kalisiak J,Trauger SA,Kalisiak E,Morita H,Fokin VV,Adams MW,Sharpless KB,Siuzdak G. J Am Chem Soc Jan 14; 131(1): 全 面 的 基 于 质 谱 的 代 谢 组 学 新 兴 研 究 领 域 为 未 知 代 谢 产 物 的 发 现 及 其 具 体 的 生 化 通 路 研 究 提 供 了 新 的 平 台 本 文 报 道 了 一 种 新 的 内 源 性 代 谢 产 物 N(4)-(N- 乙 酰 氨 基 丙 基 ) 亚 精 胺 的 鉴 定, 并 采 用 创 新 的 蛋 白 组 学 研 究 方 法, 用 琼 脂 糖 珠 固 定 化 代 谢 产 物 进 行 了 蛋 白 相 互 作 用 的 研 究 该 代 谢 产 物 是 从 嗜 热 古 菌 中 分 离 出 来 的, 通 过 反 复 合 成 候 选 分 子 并 采 用 精 确 质 量 数 LC-MS/MS 比 较 分 析 进 行 了 结 构 表 征 建 立 了 选 择 性 制 备 N(1)- 乙 酰 热 精 胺 ( 未 知 代 谢 产 物 的 一 种 可 能 结 构 ) 的 方 法, 这 一 方 法 可 以 方 便 地 通 过 热 精 胺 支 架 N(8) 和 N(4) 甲 基 化 合 成 聚 胺 衍 生 物 通 过 代 谢 产 物 固 定 化 和 与 天 然 蛋 白 孵 育, 对 新 代 谢 产 物 和 其 它 两 种 多 胺 化 合 物 亚 精 胺 和 鲱 精 胺 进 行 生 化 作 用 研 究 只 与 N(4)-(N- 乙 酰 氨 基 丙 基 ) 亚 精 胺 键 合 的 11 种 蛋 白 的 鉴 定 为 新 代 谢 产 物 在 天 然 生 物 中 的 作 用 提 供 了 信 息 鉴 定 了 包 括 PF0607 和 PF1199 在 内 的 假 想 蛋 白 以 及 与 翻 译 DNA 合 成 以 及 尿 素 循 环 有 关 的 蛋 白 质, 如 翻 译 起 始 因 子 IF-2 50S 核 糖 体 蛋 白 L14e DNA 指 导 的 RNA 聚 合 酶 以 及 鸟 氨 酸 氨 甲 酰 转 移 酶 本 研 究 表 明, 该 固 定 实 验 有 望 用 于 非 靶 向 代 谢 组 学 研 究 中 发 现 其 它 新 的 内 源 性 代 谢 产 物, 可 以 作 为 初 步 筛 查 步 骤 生 成 一 个 蛋 白 质 列 表, 用 于 进 一 步 的 特 定 活 性 研 究 3. 全 面 外 部 代 谢 组 学 分 析 的 跨 平 台 Q-TOF 验 证 : 用 于 经 典 PI 3 激 酶 抑 制 剂 LY 处 理 的 人 脑 胶 质 瘤 细 胞 代 谢 组 学 研 究 Pandher R,Ducruix C,Eccles SA,Raynaud FI. J Chromatogr B Analyt Technol Biomed Life Sci Dec 6. [Epub ahead of print] 评 估 了 代 谢 组 学 方 法 鉴 定 肿 瘤 细 胞 代 谢 产 物 改 变 的 重 现 性 在 Waters Acquity T3 色 谱 柱 上 进 行 了 组 织 培 养 基 提 取 物 的 反 相 色 谱 分 析, 分 析 时 间 为 13min, 流 动 相 为 0.1% 甲 酸 乙 腈, 进 行 梯 度 洗 脱, 分 别 采 用 安 捷 伦 和 沃 特 世 的 LC-Q-TOF 系 统 进 行 分 析 采 用 沃 特 世 的 MarkerLynxtrade mark 软 件 和 安 捷 伦 的 Molecular Feature Extractor 软 件 分 别 对 相 应 的 正 离 子 模 式 数 据 和 负 离 子 模 式 数 据 进 行 了 分 子 特 征 (m/z, 保 留 时 间 ) 提 取 两 台 仪 器 得 到 的 分 子 特 征 数 相 似, 十 次 重 复 分 析 中 正 离 子 模 式 下 约 50% 的 离 子 特 征 和 负 离 子 模 式 下 40% 的 分 子 特 征 信 号 变 异 小 于 35% 基 质 加 外 标 分 析 显 示 日 内 和 日 间 的 峰 面 积 的 变 异 系 数 CV 小 于 25% PI 3 激 酶 抑 制 剂 LY 处 理 的 U87MG 胶 质 瘤 细 胞 中, 几 个 重 要 的 分 子 特 征 有 显 著 变 化, 其 中 包 括 已 由 核 磁 共 振 证 实 由 LY 调 控 的 甘 油 磷 酸 胆 碱 本 研 究 突 出 了 该 技 术 对 于 生 物 标 志 物 发 现 研 究 的 重 要 意 义 162

163 4. 扩 大 红 细 胞 代 谢 组 LC/MS 检 测 覆 盖 范 围 的 样 品 提 取 和 色 谱 分 离 策 略 Sana TR,Waddell K,Fischer SM. J Chromatogr B Analyt Technol Biomed Life Sci Aug 15; 871(2): Epub 2008 Apr 26. 从 生 物 基 质 中 可 重 复 和 全 面 地 提 取 及 检 测 具 有 复 杂 理 化 性 质 的 代 谢 产 物 是 个 颇 具 挑 战 性 的 工 作 本 文 开 发 了 一 种 单 一 的 LC/MS 分 离 方 法, 采 用 2.1mm x 100mm,1.8µm ZORBAX SB-Aq 色 谱 柱 进 行 了 人 红 细 胞 代 谢 产 物 的 分 离, 样 品 提 取 溶 剂 条 件 分 别 为 中 性 ph 值 及 ph 值 2 6 或 9 添 加 内 标 以 评 估 样 品 提 取 效 率 结 合 电 喷 雾 电 离 (ESI) 和 大 气 压 化 学 电 离 (APCI) 技 术 同 时 进 行 正 (+) 离 子 和 负 (-) 离 子 模 式 质 谱 分 析, 所 有 ph 值 条 件 下 共 检 测 到 2370 个 分 子 特 征 ( 化 合 物 及 其 相 关 组 分 : 同 位 素 加 合 物 以 及 二 聚 体 ) 代 谢 产 物 覆 盖 范 围 得 到 扩 大 :(1) 与 仅 在 ph 7 条 件 下 进 行 提 取 相 比, 增 加 ph 值 2 和 9 条 件 下 的 提 取, 检 测 到 的 分 子 特 征 增 加 了 92%;(2) 在 所 有 ph 值 条 件 下, 与 只 进 行 ESI 分 析 相 比, 采 用 APCI 和 ESI 双 模 式 分 析 的 分 子 特 征 增 加 了 34% 红 细 胞 代 谢 产 物 提 取 中 血 红 素 和 一 些 其 它 化 合 物 的 回 收 率 表 现 出 了 明 显 的 提 取 溶 剂 ph 值 依 赖 性, 说 明 了 代 谢 谱 分 析 研 究 中 全 面 的 样 品 提 取 策 略 和 LC/MS 分 析 策 略 的 重 要 性 5. XCMS2: 用 于 代 谢 产 物 鉴 定 和 结 构 解 析 的 串 联 质 谱 数 据 处 理 Benton HP,Wong DM,Trauger SA,Siuzdak G. Anal Chem Aug 15; 80(16): Epub 2008 Jul 16. 基 于 质 谱 的 代 谢 组 学 分 析 是 生 物 信 息 学 技 术 发 展 的 一 个 新 领 域 虽 然 目 前 的 软 件 工 具, 如 XCMS 可 进 行 LC-MS 分 子 特 征 的 统 计 学 评 估 和 分 级, 但 无 法 提 供 有 关 化 合 物 结 构 的 信 息 XCMS(2) 是 一 个 开 放 源 码 软 件 包, 可 用 于 在 参 考 数 据 库 METLIN 中 自 动 检 索 已 知 代 谢 物 的 高 质 量 MS/MS 实 验 数 据 基 于 共 有 峰 计 数 法 计 算 匹 配 得 分, 即 根 据 分 析 MS/MS 谱 和 参 考 MS/MS 谱 之 间 共 有 的 碎 片 离 子 峰 计 算 分 值 XCMS(2) 的 另 一 个 功 能 是 能 提 供 METLIN 中 没 有 的 未 知 的 代 谢 物 的 结 构 信 息 这 一 功 能 利 用 相 似 性 搜 索 算 法, 即 使 在 母 离 子 不 同 的 情 况 下, 也 可 根 据 与 METLIN 中 参 考 化 合 物 相 关 的 特 征 碎 片 离 子 和 中 性 丢 失 判 断 出 未 知 代 谢 物 可 能 的 结 构 基 序 6. 脑 脊 液 代 谢 组 学 研 究 表 明 SIV 病 毒 感 染 的 猕 猴 中 枢 神 经 系 统 的 磷 脂 酶 表 达 发 生 了 改 变 Wikoff WR,Pendyala G,Siuzdak G,Fox HS. J Clin Invest Jul; 118(7): HIV 感 染 后 可 迅 速 侵 入 中 枢 神 经 系 统, 并 在 病 程 晚 期 导 致 痴 呆 症 和 脑 炎 等 中 枢 神 经 系 统 疾 病 本 研 究 采 用 全 面 代 谢 组 学 研 究 方 法 对 SIV 病 毒 感 染 导 致 中 枢 神 经 系 统 疾 病 的 恒 河 猴 脑 脊 液 (CSF) 进 行 了 差 异 代 谢 组 学 研 究 我 们 设 想 该 研 究 将 为 病 毒 感 染 导 致 的 中 枢 神 经 系 统 损 伤 提 供 新 的 生 物 标 志 物 筛 选 采 用 非 靶 向 基 于 质 谱 的 代 谢 组 学 分 析 平 台, 首 先 进 行 毛 细 反 相 液 相 色 谱 和 电 喷 雾 离 子 化 精 确 质 量 数 测 定, 然 后 进 行 首 创 的 非 线 性 数 据 分 组 和 在 线 数 据 库 检 索, 鉴 定 代 谢 产 物 进 行 了 病 毒 感 染 前 后 CSF 的 差 异 代 谢 组 学 研 究 在 SIV 感 染 引 起 的 脑 炎 组 中 观 察 到 了 代 谢 产 物 的 明 显 变 化 感 染 引 起 的 脑 炎 组 中 含 量 增 加 的 代 谢 产 物 包 括 肉 碱 酰 基 肉 碱 脂 肪 酸 磷 脂 分 子 等 游 离 脂 肪 酸 和 溶 血 磷 脂 的 增 加 与 脑 炎 动 物 脑 中 特 定 的 磷 脂 酶 表 达 增 加 有 关 其 中, 一 种 可 释 放 大 量 脂 肪 酸 的 磷 脂 酶 A2 同 工 酶 被 鉴 定 出 来 它 可 以 在 脑 中 与 神 经 胶 质 细 胞 激 活 有 关 的 区 域 表 达, 而 不 是 与 SIV 感 染 和 炎 症 有 关 的 区 域, 说 明 在 细 菌 感 染 脑 发 生 了 广 泛 的 变 化 上 述 对 特 定 代 谢 产 物 的 鉴 定 以 及 特 定 代 谢 产 物 增 加 机 理 的 研 究 表 明, 基 于 质 谱 的 代 谢 组 学 技 术 有 望 用 于 解 决 中 枢 神 经 系 统 生 物 化 学 神 经 病 毒 学 和 神 经 变 性 疾 病 难 题 163

164 7. 超 嗜 热 菌 环 境 适 应 性 的 转 录 组 蛋 白 组 和 代 谢 组 研 究 Trauger SA,Kalisak E,Kalisiak J,Morita H,Weinberg MV,Menon AL,Poole FL 2nd,Adams MW,Siuzdak G. J Proteome Res Mar;7(3): Epub 2008 Feb 2. 采 用 转 录 组 学 (DNA 芯 片 ) 蛋 白 组 学 和 代 谢 组 学 方 法 研 究 了 模 型 生 物 超 嗜 热 古 菌 从 最 适 温 度 逐 渐 降 温 过 程 中 的 温 度 适 应 性 反 应, 对 相 关 分 子 变 化 进 行 了 全 面 表 征 对 同 组 样 品 的 代 谢 谱 分 析 表 明 有 许 多 代 谢 产 物 下 调, 同 时 也 发 现 了 一 系 列 明 显 上 调 的 代 谢 产 物 利 用 精 确 质 量 数 同 位 素 分 布 模 式 数 据 库 检 索 和 保 留 时 间 对 几 个 感 兴 趣 的 代 谢 产 物 进 行 进 一 步 鉴 定 结 果 表 明, 许 多 上 调 的 代 谢 产 物 都 与 超 嗜 热 古 菌 之 前 建 立 的 聚 胺 生 物 合 成 替 代 通 路 相 关 精 氨 酸 胍 丁 胺 亚 精 胺 N4- 氨 丙 基 亚 精 胺 支 链 聚 胺 和 N4-(n- 乙 酰 氨 丙 基 ) 亚 精 胺 可 通 过 精 确 分 子 量 同 位 素 分 布 模 式 以 及 相 同 条 件 下 获 得 的 天 然 代 谢 产 物 和 高 纯 度 标 准 品 的 MS/MS 二 级 质 谱 数 据 匹 配 结 果 进 行 准 确 鉴 定 采 用 无 标 记 谱 计 数 法 的 DNA 芯 片 和 半 定 量 蛋 白 质 组 分 析 表 明, 许 多 与 生 长 相 关 ( 如 转 录 氨 基 酸 生 物 合 成 和 翻 译 ) 的 预 期 具 有 不 同 功 能 的 基 因 发 生 了 下 调 然 而, 通 过 检 测 相 关 mrna 和 蛋 白 水 平, 发 现 某 些 基 因 出 现 上 调 通 过 各 种 omics 技 术 得 到 的 补 充 信 息 可 用 于 所 有 分 子 变 化 的 分 类 和 生 物 关 联 的 研 究 8. DNA 免 疫 影 响 脂 质 代 谢 并 增 加 动 脉 粥 样 硬 化 的 风 险 Yang F,Yan S,Wang F,He Y,Guo Y,Zhou Q,Wang Y,Zhang X,Zhang W,Sun S. J Proteome Res Feb;7(2): Epub 2008 Jan 1. 除 了 传 统 的 疫 苗,DNA 介 导 的 免 疫 已 发 展 成 为 另 一 种 预 防 和 治 疗 包 括 乙 型 肝 炎 在 内 的 各 种 传 染 病 的 方 法 为 确 定 可 用 于 评 估 DNA 疫 苗 有 效 性 和 安 全 性 的 一 系 列 血 清 蛋 白 和 代 谢 物 生 物 标 志 物, 采 用 综 合 的 多 系 统 生 物 学 方 法 对 DNA 疫 苗 重 组 蛋 白 质 粒 载 体 以 及 磷 酸 盐 缓 冲 液 免 疫 小 鼠 进 行 研 究 对 小 鼠 血 清 进 行 双 向 电 泳 和 高 效 液 相 色 谱 - 飞 行 时 间 质 谱 联 用 分 析 我 们 发 现 DNA 免 疫 小 鼠 血 清 中 植 物 鞘 氨 醇 二 氢 ( 神 经 ) 鞘 氨 醇 棕 榈 酰 肉 毒 碱 和 神 经 酰 胺 含 量 增 加 同 时 发 现 DNA 免 疫 小 鼠 中 包 括 载 脂 蛋 白 A-I 前 体 在 内 的 几 种 蛋 白 质 发 生 了 变 化 总 而 言 之, 这 些 结 果 表 明,DNA 疫 苗 刺 激 肝 脏 鞘 磷 脂 的 合 成, 这 可 能 改 变 循 环 脂 蛋 白 的 结 构, 促 进 动 脉 粥 样 硬 化 本 研 究 还 展 现 了 代 谢 组 学 和 蛋 白 质 组 学 技 术 用 于 DNA- 疫 苗 介 导 的 代 谢 表 型 研 究 的 能 力 164

165 三 重 串 联 四 极 杆 质 谱 法 1. 多 种 分 析 方 法 联 用 进 行 斑 马 鱼 肝 脏 的 代 谢 谱 分 析 Ong ES,Chor CF,Zou L,Ong CN. Mol Biosyst Mar;5(3): Epub 2008 Dec 24. 综 合 核 磁 共 振 氢 谱 (1H NMR) GC/MS 和 LC/MS 等 多 种 分 析 平 台 进 行 雄 性 和 雌 性 斑 马 鱼 肝 脏 的 生 化 谱 分 析 预 先 对 这 三 种 方 法 的 重 复 性 和 可 靠 性 进 行 了 验 证 一 种 方 法 检 测 到 的 主 要 生 物 大 分 子 用 其 它 两 种 方 法 进 行 交 叉 验 证 碳 水 化 合 物 脂 类 氨 基 酸 等 代 谢 产 物 采 用 1H NMR 和 GC/MS 进 行 检 测, 乙 酰 肉 毒 碱 胆 碱 和 各 种 磷 脂 采 用 1H NMR 和 LC/MS 进 行 分 析 我 们 的 研 究 结 果 表 明, 对 于 斑 马 鱼 肝 脏 中 的 葡 萄 糖 氨 基 酸 丙 酮 酸 和 其 他 小 分 子 生 化 成 分,1H NMR 能 提 供 全 面 的 信 息 此 外,GC/MS 能 够 测 定 胆 固 醇 饱 和 和 不 饱 和 脂 肪 酸,LC/MS 是 脂 类 / 磷 脂 分 析 的 理 想 手 段 这 些 技 术 的 分 析 研 究 表 明, 雄 性 和 雌 性 斑 马 鱼 肝 脏 的 组 织 提 取 物 生 化 谱 存 在 显 著 差 异 特 别 地, 我 们 注 意 到 虽 然 雄 性 和 雌 性 斑 马 鱼 肝 脏 的 碳 水 化 合 物 表 达 谱 无 显 著 差 异, 但 氨 基 酸 表 达 谱 非 常 不 同 此 外, 三 种 不 同 分 析 技 术 的 结 果 均 表 明, 虽 然 两 个 不 同 表 型 中 的 饱 和 脂 肪 酸 表 达 谱 相 似, 但 不 饱 和 脂 肪 酸 的 组 成 不 同 上 述 结 果 表 明, 这 种 多 平 台 方 法 可 以 全 面 覆 盖 代 谢 组, 能 够 为 生 物 体 系 中 不 同 生 化 谱 的 研 究 提 供 有 价 值 的 信 息 2. 联 合 核 磁 共 振 氢 谱 液 相 色 谱 / 质 谱 与 模 式 识 别 技 术 进 行 蛋 白 尿 相 关 的 代 谢 组 学 研 究 Law W,Huang P,Ong ES,Sethi S,Saw S,Ong CN,Li S. J Proteome Res Feb 2. [Epub ahead of print] 联 合 1H NMR LC/MS 与 模 式 识 别 工 具 如 主 成 分 分 析 (PCA) 和 O-PLS-DA 分 析 进 行 一 般 人 群 尿 白 蛋 白 增 加 的 尿 代 谢 谱 研 究 首 先 将 1H NMR 和 LC/MS 的 峰 强 度 标 准 化, 再 采 用 非 参 数 双 尾 曼 - 惠 特 尼 分 析 进 行 尿 蛋 白 增 加 相 应 的 潜 在 生 物 标 志 物 网 络 的 鉴 定 对 已 知 代 谢 产 物 的 检 测 特 异 性 进 行 了 验 证 初 步 研 究 表 明,LC/MS 可 以 产 生 更 清 晰 的 代 谢 谱 疾 病 组 中 的 丙 氨 酸 犬 尿 喹 啉 酸 和 黄 尿 烯 酸 含 量 变 化 可 能 与 色 氨 酸 代 谢 改 变 有 关 同 时, 其 他 与 柠 檬 酸 循 环 氨 基 酸 代 谢 和 细 胞 功 能 有 关 的 代 谢 产 物 在 疾 病 组 中 也 发 生 了 变 化 本 方 法 给 出 了 尿 蛋 白 增 加 引 起 代 谢 变 化 的 全 面 信 息, 说 明 了 采 用 多 个 诊 断 性 生 物 标 志 物 的 优 点 与 此 同 时, 本 研 究 还 表 明, 高 通 量 分 析 结 合 模 式 识 别 进 行 实 际 临 床 样 品 分 析 是 一 种 潜 在 的 低 成 本 高 效 率 的 解 决 方 案 165

166 靶 向 代 谢 组 学 三 重 串 联 四 极 杆 质 谱 1. 丹 参 毛 状 根 培 养 物 中 紫 草 酸 B 对 银 离 子 (Ag+) 的 响 应 比 迷 迭 香 酸 好 Xiao Y,Gao S,Di P,Chen J,Chen W,Zhang L. Biosci Rep Feb 11. [Epub ahead of print] 紫 草 酸 B(LAB) 是 迷 迭 香 酸 (RA) 的 二 聚 体, 可 能 由 RA 衍 生 而 来, 但 具 体 的 生 物 合 成 机 理 尚 不 明 确 紫 草 科 和 唇 形 科 植 物 中 的 RA 累 积 得 到 了 广 泛 的 关 注 本 研 究 报 道 了 一 种 非 生 物 诱 导 剂 银 离 子 (Ag+,15µM), 它 不 引 起 RA 的 累 积 但 可 将 丹 参 毛 状 根 培 养 物 中 的 LAB 含 量 从 干 重 的 约 5.4% 增 加 到 18.8% 银 离 子 处 理 后 各 个 时 间 点 LAB 和 RA 的 含 量 处 于 完 全 竞 争 平 衡 状 态 同 时, 进 行 了 与 RA 合 成 途 径 相 关 的 基 因 和 代 谢 产 物 ( 中 间 产 物 ) 谱 分 析 结 果 表 明, 几 种 基 因 转 录 本 和 代 谢 产 物 的 累 积 呈 现 出 与 LAB 生 成 一 致 的 暂 时 丰 度 变 化 由 此, 我 们 提 出 一 个 可 能 的 从 RA 到 LAB 的 生 物 合 成 路 线, 该 合 成 路 线 是 由 丹 参 毛 状 根 培 养 物 中 的 Ag+ 激 活 的 进 行 了 进 一 步 的 中 间 体 监 测 和 化 合 物 原 料 添 加 试 验 以 增 强 该 假 说 的 可 信 度 本 研 究 首 次 提 供 了 RA 是 LAB 合 成 前 体 的 证 据 2. 采 用 液 相 色 谱 / 三 重 串 联 四 极 杆 质 谱 多 反 应 监 测 分 析 选 择 最 佳 离 子 对 进 行 橄 榄 树 材 料 中 营 养 成 分 的 评 价 Luján RJ,Capote FP,Marinas A,de Castro MD. Rapid Commun Mass Spectrom. 2008;22(6): 本 文 对 橄 榄 树 材 料 提 取 物 中 感 兴 趣 的 营 养 物 质 亲 水 性 生 物 酚 类 的 定 性 和 定 量 离 子 对 进 行 了 优 化 供 试 材 料 包 括 初 榨 橄 榄 油 橄 榄 油 生 产 过 程 中 的 废 料 (alperujo) 橄 榄 树 材 料 如 树 叶 树 枝 和 果 实 采 用 三 重 串 联 四 级 杆 (QQQ) 液 质 联 用 系 统 进 行 目 标 生 物 酚 类 化 合 物 的 鉴 定 和 定 量 液 相 色 谱 和 三 重 串 联 四 级 杆 质 谱 的 接 口 为 负 离 子 模 式 的 电 喷 雾 离 子 源 生 物 酚 类 化 合 物 的 高 选 择 性 鉴 定 通 过 对 母 离 子 和 子 离 子 之 间 最 具 代 表 性 的 离 子 对 进 行 多 反 应 监 测 (MRM) 得 以 进 一 步 确 认 通 过 优 化 和 选 择 每 个 被 分 析 物 最 灵 敏 的 离 子 对 进 行 定 量 MS/MS 分 析, 相 应 的 提 取 物 检 出 限 在 5.10 到 11.65ng/mL 之 间 不 同 测 试 样 品 的 生 物 酚 提 取 方 法 不 同, 其 中 初 榨 橄 榄 油 采 用 液 液 萃 取, 橄 榄 叶 树 枝 和 果 实 采 用 微 波 辅 助 浸 提, 橄 榄 油 废 料 采 用 加 压 液 浸 本 研 究 提 供 了 关 于 分 离 每 种 生 物 多 酚 营 养 素 最 佳 原 料 的 宝 贵 信 息, 并 使 我 们 得 到 了 油 橄 榄 中 生 物 酚 的 完 整 表 达 谱 3. 利 用 快 速 高 分 离 度 液 相 色 谱 / 质 谱 进 行 葡 萄 中 多 酚 化 合 物 的 检 测 和 定 量 Cavaliere C,Foglia P,Gubbiotti R,Sacchetti P,Samperi R,Laganà A. Rapid Commun Mass Spectrom Oct; 22(20): 建 立 了 快 速 高 分 离 度 液 相 色 谱 / 质 谱 (RRLC/MS) 检 测 和 定 量 葡 萄 皮 和 种 子 中 多 酚 类 物 质 的 方 法 去 除 果 肉 的 葡 萄 皮 采 用 液 氮 处 理 并 磨 碎, 种 子 直 接 磨 碎 然 后 将 3g 样 品 用 30mL 的 甲 醇 / 水 / 甲 酸 (70:30:1 v/v/v) 混 合 溶 液 超 声 提 取, 进 样 1µL 提 取 物 到 串 联 的 两 根 100 x 2.1mm, 内 径 1.8um 的 Zorbax Eclipse plus C18 色 谱 柱 化 合 物 采 用 酸 化 的 乙 腈 / 甲 醇 50:50(v/v)/ 水 进 行 梯 度 洗 脱 柱 温 为 70, 采 用 配 置 电 喷 雾 离 子 源 的 Agilent 6410 三 重 串 联 四 级 杆 质 谱 仪 进 行 MS 分 析 正 模 式 和 负 模 式 的 MS/MS 的 子 离 子 扫 描 用 于 化 合 物 鉴 定, 正 离 子 模 式 m/z 范 围 的 全 扫 描 用 于 定 量 通 过 质 谱 比 较, 鉴 定 出 了 各 种 黄 酮 醇 黄 烷 -3- 醇 花 青 素 和 芪 类 采 用 外 标 法 定 量, 测 定 的 浓 度 根 据 单 独 实 验 测 得 的 基 质 效 应 进 行 校 正 对 于 没 有 市 售 标 准 品 的 化 合 物 进 行 了 半 定 量 检 测 回 收 率 为 %, 相 对 标 准 偏 差 (RSD) 小 于 5%, 而 样 本 之 间 的 相 对 标 准 偏 差 范 围 为 4% 到 12% 两 个 替 代 标 准 品 用 于 质 量 控 制 用 该 法 对 刚 成 熟 和 保 存 六 周 的 三 种 酿 酒 用 葡 萄 品 种 的 多 酚 含 量 进 行 分 析 结 果 表 明, 保 存 期 间, 大 约 一 半 的 多 酚 消 失 了 166

167 4. 罗 格 列 酮 可 降 低 血 浆 和 肾 脏 氧 化 损 伤 标 志 物 水 平, 并 逆 转 糖 尿 病 肾 病 痊 愈 期 间 的 尿 代 谢 物 异 常 Zhang H,Saha J,Byun J,Schin M,Lorenz M,Kennedy RT,Kretzler M,Feldman EL,Pennathur S,Brosius FC 3rd. Am J Physiol Renal Physiol Oct;295(4):F Epub 2008 Jul 30. 最 近 研 究 表 明, 噻 唑 烷 二 酮 类 化 合 物 改 善 糖 尿 病 肾 病 (DN) 的 作 用 与 它 们 对 血 糖 的 影 响 无 关 本 研 究 中, 我 们 确 认 并 发 展 了 这 一 结 果, 我 们 发 现 罗 格 列 酮 能 阻 止 糖 尿 病 肾 病 的 发 展 并 使 低 剂 量 链 脲 佐 菌 素 致 糖 尿 病 DBA/2J 小 鼠 氧 化 损 伤 的 多 个 指 标 趋 于 正 常 这 些 小 鼠 糖 尿 病 12 周 时, 蛋 白 尿 增 加 了 14.2 倍, 肾 小 球 细 胞 外 基 质 扩 增 了 53% 在 注 射 链 脲 菌 素 2 周 后 进 行 罗 格 列 酮 给 药, 这 些 变 化 大 部 分 会 消 除 罗 格 列 酮 对 血 糖 控 制 并 无 影 响 对 于 采 用 胰 岛 素 治 疗 的 糖 尿 病 24 周 的 小 鼠, 罗 格 列 酮 给 药 仍 有 相 似 的 效 果 早 期 DN 的 其 它 标 志 如 足 细 胞 损 失 和 肾 小 球 纤 连 蛋 白 累 积 在 罗 格 列 酮 治 疗 的 12 周 和 24 周 糖 尿 病 模 型 中 消 失 令 人 惊 讶 的 是, 用 罗 格 列 酮 治 疗 的 糖 尿 病 小 鼠 中 肾 小 球 GLUT1 的 含 量 没 有 增 加, 肾 病 蛋 白 的 含 量 也 没 有 下 降 蛋 白 质 氧 化 和 脂 质 过 氧 化 的 血 浆 和 肾 脏 标 志 物 含 量 在 胰 岛 素 治 疗 的 24 周 糖 尿 病 小 鼠 中 显 著 增 加, 采 用 罗 格 列 酮 治 疗 则 可 接 近 正 常 水 平 最 终, 糖 尿 病 使 尿 中 的 代 谢 物 发 生 了 明 显 改 变 电 喷 雾 飞 行 时 间 质 谱 鉴 定 到 的 1988 个 代 谢 产 物 分 子 特 征 中, 糖 尿 病 小 鼠 尿 液 中 的 56 个 代 谢 产 物 含 量 改 变 了 两 倍 以 上 罗 格 列 酮 治 疗 后, 其 中 21 个 代 谢 产 物 的 含 量 回 到 正 常 水 平 因 此, 罗 格 列 酮 可 直 接 减 少 肾 小 球 活 性 氧 的 积 累, 防 止 I 型 糖 尿 病 发 展 成 糖 尿 病 肾 病 5. 采 用 气 相 色 谱 / 质 谱 液 相 色 谱 / 质 谱 和 (1)H 核 磁 共 振 光 谱 进 行 摄 入 绿 茶 后 的 人 体 尿 液 代 谢 组 学 研 究 Law WS,Huang PY,Ong ES,Ong CN,Li SF,Pasikanti KK,Chan EC. Rapid Commun Mass Spectrom Aug; 22(16): 采 用 气 相 色 谱 / 质 谱 (GC/MS) 液 相 色 谱 / 质 谱 (LC/MS) 和 (1)H NMR 分 析 结 合 模 式 识 别 工 具 如 主 成 分 分 析 (PCA), 进 行 摄 入 绿 茶 后 的 人 体 尿 液 代 谢 谱 分 析 对 GC/MS 和 LC/MS 的 标 准 化 峰 面 积 和 (1)H NMR 的 标 准 化 峰 高 进 行 统 计 分 析 得 到 潜 在 的 生 物 标 志 物 GC/MS 代 谢 谱 分 析 给 出 了 可 表 征 人 尿 样 中 分 子 变 化 的 代 谢 产 物 的 另 一 组 的 定 量 信 息 通 过 比 较 饮 用 绿 茶 后 人 体 尿 液 样 品 中 选 定 代 谢 产 物 在 存 在 潜 在 重 叠 峰 的 条 件 下 的 LC/MS 和 (1)H NMR 标 准 化 代 谢 组 学 数 据, 展 示 了 该 分 析 方 法 和 标 准 化 方 法 的 可 靠 性 LC/MS 和 (1)H NMR 数 据 的 高 度 一 致 性, 说 明 在 LC/MS 分 析 中 对 弱 保 留 代 谢 产 物 的 离 子 抑 制 并 不 明 显 同 时, 验 证 了 (1)H NMR 和 LC/MS 检 测 已 知 代 谢 产 物 的 特 异 性 结 果 表 明, 摄 入 绿 茶 后, 与 糖 代 谢 柠 檬 酸 循 环 氨 基 酸 代 谢 相 关 的 代 谢 产 物 立 刻 发 生 了 变 化 本 方 法 提 供 了 更 全 面 的 摄 入 绿 茶 后 人 尿 样 代 谢 产 物 变 化 信 息 采 用 多 种 分 析 手 段 结 合 模 式 识 别 工 具, 可 为 食 用 植 物 和 药 用 植 物 后 的 代 谢 谱 分 析 研 究 搭 建 有 用 的 平 台 6. 可 溶 性 环 氧 化 物 水 解 酶 是 心 脏 病 大 鼠 模 型 心 力 衰 竭 的 易 感 因 子 Monti J,Fischer J,Paskas S,Heinig M,Schulz H,Gösele C,Heuser A,Fischer R,Schmidt C,Schirdewan A,Gross V,Hummel O, Maatz H,Patone G,Saar K,Vingron M,Weldon SM,Lindpaintner K,Hammock BD,Rohde K,Dietz R,Cook SA,Schunck WH, Luft FC, Hubner N. Nat Genet May; 40(5): 本 研 究 的 目 的 是 鉴 定 与 人 类 心 脏 病 大 鼠 模 型 心 力 衰 竭 相 关 的 基 因 变 异 对 自 发 性 高 血 压 心 力 衰 竭 (SHHF) 大 鼠 和 对 照 大 鼠 交 叉 培 养 的 F2 子 代 进 行 微 创 心 脏 血 流 动 力 学 测 定 我 们 结 合 连 锁 分 析 和 全 基 因 组 表 达 谱 分 析, 确 定 Ephx2 是 SHHF 大 鼠 的 心 力 衰 竭 易 感 基 因 具 体 来 说, 我 们 发 现, 与 心 力 衰 竭, 转 录 本 表 达 蛋 白 表 达 和 酶 活 性 增 加 分 离 的 心 血 管 系 统 中 Ephx2 基 因 的 顺 式 变 异, 会 导 致 心 脏 环 氧 二 十 碳 三 烯 甘 油 酸 的 加 速 水 解 为 了 证 实 这 个 结 果, 我 们 采 用 基 因 敲 除 小 鼠 进 行 了 心 力 衰 竭 模 型 中 Ephx2 基 因 的 作 用 研 究, 表 明 Ephx2 基 因 的 敲 除 会 起 到 保 护 作 用, 避 免 压 力 诱 导 的 心 力 衰 竭 和 心 律 失 常 我 们 进 一 步 研 究 了 人 心 力 衰 竭 中 EPHX2 基 因 的 差 异 表 达, 表 明 Ephx2 基 因 在 不 同 物 种 的 心 脏 病 中 起 相 同 的 作 用 167

168 7. 亲 水 作 用 色 谱 / 串 联 质 谱 法 定 量 检 测 皮 下 组 织 微 渗 透 液 中 的 乙 酰 胆 碱 Fu B,Gao X,Zhang SP,Cai Z,Shen J. Rapid Commun Mass Spectrom May;22(10): 最 近 有 研 究 表 明, 乙 酰 胆 碱 在 组 织 炎 症 过 程 中 起 着 重 要 的 调 节 作 用 为 了 进 一 步 理 解 新 发 现 的 胆 碱 抗 炎 途 径, 需 要 进 行 组 织 中 乙 酰 胆 碱 浓 度 的 跟 踪 检 测 本 文 建 立 了 亲 水 作 用 色 谱 - 电 喷 雾 串 联 质 谱 联 用 (HILIC/ESI-MS/MS) 法 进 行 正 常 大 鼠 和 局 部 炎 症 大 鼠 微 渗 透 液 样 品 中 乙 酰 胆 碱 的 分 离 和 定 量 方 法 采 用 两 性 离 子 固 定 相 色 谱 柱 进 行 等 度 洗 脱, 从 内 源 性 化 合 物 和 无 机 阳 离 子 干 扰 中 成 功 地 分 离 了 乙 酰 胆 碱 利 用 低 能 量 碰 撞 诱 导 解 离 串 联 质 谱 (CID-MS/MS), 采 用 多 反 应 监 测 模 式, 在 正 离 子 模 式 下, 对 乙 酰 胆 碱 和 内 标 乙 酰 胆 碱 -D9 分 别 采 用 离 子 对 m/z > 87 和 m/z > 87 进 行 了 检 测 乙 酰 胆 碱 的 检 测 限 为 信 噪 比 为 3:1 时 相 应 的 浓 度, 本 方 法 检 出 限 为 柱 上 fmol 定 量 限 为 柱 上 0.25 fmol 空 白 微 渗 透 液 中 测 得 的 乙 酰 胆 碱 校 准 曲 线 线 性 范 围 为 nm 和 nm, 相 关 系 数 分 别 大 于 或 等 于 和 高 浓 度 (2nM) 和 低 浓 度 (0.5nM) 乙 酰 胆 碱 的 回 收 率 分 别 在 90% 到 96% 和 95% 到 109% 之 间 日 内 和 日 间 重 复 性 变 异 系 数 分 别 小 于 等 于 7.3% 和 10.4% 该 方 法 已 成 功 地 应 用 于 正 常 大 鼠 组 织 和 发 炎 大 鼠 组 织 微 渗 透 液 中 乙 酰 胆 碱 的 测 定 8. 转 基 因 子 痫 前 期 动 物 模 型 的 子 宫 血 管 功 能 Verlohren S,Niehoff M,Hering L,Geusens N,Herse F,Tintu AN,Plagemann A,LeNoble F,Pijnenborg R,Mul er DN,Luft FC, Dudenhausen JW,Gol asch M,Dechend R. Hypertension Feb;51(2): Epub 2008 Jan 14. 我 们 研 究 了 肾 素 - 血 管 紧 张 素 系 统 激 活 的 转 基 因 子 痫 前 期 动 物 模 型 的 宫 内 生 长 受 限 血 管 内 皮 功 能 以 及 子 宫 动 脉 血 流 量 特 征 比 较 了 子 痫 前 期 Sprague-Dawley (SD-PE) 大 鼠 正 常 妊 娠 SD 大 鼠 和 未 妊 娠 SD 大 鼠 采 用 经 腹 超 声 检 查, 发 现 SD-PE 大 鼠 胚 胎 宫 内 生 长 受 限 将 从 SD-PE 大 鼠 分 离 得 到 的 子 宫 动 脉 加 去 氧 肾 上 腺 素 进 行 孵 育, 发 现 与 对 照 组 相 比, 其 收 缩 反 应 增 强, 而 单 独 高 剂 量 乙 酰 胆 碱 处 理 则 显 示 血 管 舒 张 受 损 低 剂 量 时 乙 酰 胆 碱 剂 量 的 增 加 会 使 SD-PE 大 鼠 血 管 更 放 松, 但 乙 酰 胆 碱 剂 量 的 进 一 步 增 加 会 引 起 反 常 收 缩, 吲 哚 美 辛 和 血 栓 素 受 体 拮 抗 剂 (SQ 29548) 可 阻 断 这 种 作 用, 揭 示 有 母 体 前 列 腺 素 依 赖 性 血 管 内 皮 功 能 障 碍 与 正 常 妊 娠 或 未 妊 娠 的 SD 大 鼠 相 比, 妊 娠 SD-PE 鼠 血 清 中 的 前 列 环 素 (6- 酮 - 前 列 腺 素 F1α) 与 血 栓 素 的 比 值 降 低 出 人 意 料 的 是, 与 正 常 妊 娠 的 SD 大 鼠 相 比,SD-PE 妊 娠 大 鼠 的 多 普 勒 阻 力 指 数 下 降, 表 明 子 宫 动 脉 的 子 宫 胎 盘 血 流 未 受 到 损 害 所 有 试 验 组 的 脐 血 流 量 保 持 不 变, 都 没 有 舒 张 末 期 血 流 肾 素 - 血 管 紧 张 素 系 统 激 活 诱 导 的 先 兆 子 痫 与 胎 盘 形 成 改 变 阻 力 指 数 改 变 及 血 管 内 皮 功 能 障 碍 有 关 前 列 环 素 和 血 栓 率 的 比 值 变 化 可 能 是 重 要 原 因 9. 采 用 液 相 色 谱 / 三 重 串 联 四 极 杆 质 谱 多 反 应 监 测 模 式 鉴 定 并 检 测 人 血 清 中 的 脂 溶 性 维 生 素 和 代 谢 产 物 Priego Capote F,Jiménez JR,Granados JM,de Castro MD. Rapid Commun Mass Spectrom. 2007; 21(11): 建 立 了 液 相 色 谱 / 电 喷 雾 质 谱 技 术 检 测 人 血 清 中 的 脂 溶 性 维 生 素 K(1) K(3) A D(2) D(3) 和 E(α- 和 δ- 生 育 酚 ) 以 及 25- 羟 基 维 生 素 D(2) 和 D(3) 和 1,25- 二 羟 维 生 素 D(3) 等 代 谢 产 物 的 分 析 方 法 采 用 母 离 子 到 子 离 子 最 具 代 表 性 的 转 化 进 行 血 清 中 目 标 化 合 物 高 选 择 性 鉴 定 的 确 认 定 量 MS/MS 分 析 采 用 每 个 化 合 物 多 重 反 应 监 测 模 式 下 最 灵 敏 的 转 化 条 件 进 行 以 得 到 低 检 出 限 ( 血 清 中 到 0.3ng/mL) 采 用 1mL 体 积 的 血 清 进 行 分 析, 进 行 蛋 白 沉 淀 有 机 相 液 液 萃 取 蒸 干 并 用 甲 醇 复 溶 该 方 法 的 日 内 精 密 度 为 3.17% 到 6.76%, 日 间 精 密 度 为 5.07% 到 11.53% 采 用 标 准 添 加 法 进 行 了 方 法 学 验 证, 给 出 了 脂 溶 性 维 生 素 谱 的 全 部 信 息, 这 些 信 息 在 临 床 和 代 谢 组 学 研 究 中 具 有 非 常 重 要 的 意 义 168

169 10. 通 过 液 相 色 谱 串 联 质 谱 法 测 定 人 血 清 中 的 泛 醇 -10 和 泛 醌 -10( 辅 酶 Q10) 进 行 氧 化 应 激 的 评 估 Ruiz-Jiménez J,Priego-Capote F,Mata-Granados JM,Quesada JM,Luque de Castro MD. J Chromatogr A Dec 21;1175(2): Epub 2007 Oct 25. 建 立 了 同 时 快 速 检 测 人 血 清 中 的 泛 醌 -10( 辅 酶 Q10,CoQ(10)) 及 其 还 原 形 式 泛 醇 -10(CoQ(10)H(2)) 的 正 离 子 模 式 电 喷 雾 电 离 LC-MS-MS 方 法 通 过 监 测 母 离 子 到 子 离 子 的 转 化 进 行 了 所 有 被 分 析 物 的 高 选 择 性 鉴 定 和 高 灵 敏 度 定 量 色 谱 分 析 之 前, 先 将 血 清 样 品 (100 µl) 进 行 蛋 白 沉 淀 液 液 萃 取 蒸 干 并 用 95:5 甲 醇 / 正 己 烷 (v/v) 复 溶 等 样 品 预 处 理 步 骤 该 方 法 对 CoQ(10) 和 CoQ(10)H(2) 的 检 出 限 分 别 为 5.49 和 15.8 ng/ml( 血 清 中 浓 度 ) 采 用 加 标 血 清 确 定 反 应 的 准 确 度 和 可 能 的 基 质 效 应, 回 收 率 在 92.82% 和 % 之 间 该 方 法 已 用 于 中 年 健 康 女 性 血 清 样 品 的 检 测, 其 中 CoQ(10)H(2)/ CoQ(10) 比 值 用 作 氧 化 应 激 的 衡 量 指 标 11. 反 相 液 相 色 谱 - 电 喷 雾 串 联 质 谱 法 进 行 未 衍 生 化 多 胺 的 分 析 Häkkinen MR,Keinänen TA,Vepsäläinen J,Khomutov AR,Alhonen L,Jänne J,Auriola S. J Pharm Biomed Anal Nov 30;45(4): Epub 2007 Sep 7. 建 立 了 反 相 液 相 色 谱 - 电 喷 雾 串 联 质 谱 (RP-LC-ESI-MS/MS) 分 离 并 检 测 经 过 最 少 预 处 理 步 骤 的 样 本 中 未 衍 生 化 多 胺 的 方 法 MS/MS 分 析 前, 采 用 全 氟 丁 酸 作 为 挥 发 性 离 子 对 改 性 剂, 进 行 线 性 梯 度 洗 脱 实 现 了 多 胺 完 全 色 谱 分 离, 在 柱 后 添 加 75% 丙 酸 的 异 丙 醇 溶 液 以 避 免 离 子 抑 制 该 法 已 成 功 应 用 于 重 组 人 多 胺 氧 化 酶 催 化 的 N(1),N(12)- 二 乙 基 精 胺 反 应 产 物 以 及 标 准 混 合 溶 液 中 八 种 不 同 的 多 胺 的 检 测 12. 极 长 链 饱 和 脂 肪 酸 通 过 激 活 乙 烯 生 物 合 成 促 进 棉 纤 维 和 拟 南 芥 细 胞 伸 长 Qin YM,Hu CY,Pang Y,Kastaniotis AJ,Hiltunen JK,Zhu YX. Plant Cell Nov;19(11): Epub 2007 Nov 9. 脂 肪 酸 是 有 机 体 细 胞 膜 生 物 合 成 的 重 要 因 素, 并 在 许 多 动 物 体 中 充 当 信 号 分 子 本 研 究 发 现, 外 源 极 长 链 饱 和 脂 肪 酸 (VLCFA;C20:0 到 C30:0) 加 入 胚 珠 培 养 液 中 可 显 著 促 进 棉 花 ( 陆 地 棉,Gossypium hirsutum) 纤 维 细 胞 伸 长, 但 是 乙 草 胺 (2- 氯 -N-( 乙 氧 甲 基 )-N-(2- 乙 基 -6- 甲 基 苯 基 ) 乙 酰 胺, ACE) 会 抑 制 VLCFA 合 成, 从 而 阻 止 纤 维 生 长 这 种 抑 制 作 用 可 采 用 酸 (C24:0) 消 除 伸 长 的 纤 维 中 的 VLCFA 明 显 多 于 野 生 型 或 无 毛 絮 突 变 体 胚 珠 乙 烯 可 以 使 ACE 的 抑 制 作 用 失 效, 而 C24:0 在 乙 烯 生 物 合 成 抑 制 剂 (L-(2- 氨 基 乙 氧 基 乙 烯 基 )- 甘 氨 酸 ) 存 在 下 失 活, 这 表 明 VLCFA 可 能 是 乙 烯 的 上 游 信 号 分 子 C24:0 可 诱 导 ACO(1- 氨 基 环 丙 烷 -1 羧 酸 氧 化 酶 ) 转 录 本 水 平 快 速 明 显 地 增 加, 这 将 会 导 致 大 量 乙 烯 的 产 生 C24:0 还 可 促 进 丝 氨 酸 棕 榈 酰 转 移 酶 的 后 期 表 达, 从 而 促 进 鞘 脂 的 生 物 合 成 C24:0 不 仅 能 刺 激 拟 南 芥 根 细 胞 的 增 长, 而 且 还 可 以 弥 补 cut1 基 因 表 型 编 码 棉 花 3- 酮 脂 酰 辅 酶 A 合 成 酶 的 KCS13/CER6 在 cut1 中 的 转 基 因 表 达 也 能 产 生 相 似 的 结 果 拟 南 芥 茎 的 伸 长 与 ACO 转 录 水 平 增 加 有 关 因 此,VLCFA 促 进 棉 纤 维 和 拟 南 芥 多 种 细 胞 类 型 的 伸 长 作 用 可 能 是 通 过 激 活 乙 烯 生 物 合 成 实 现 的 13. 微 波 辅 助 固 液 萃 取 实 现 alperujo 中 极 性 和 非 极 性 化 合 物 的 同 时 提 取 Pérez-Serradil a JA,Japón-Luján R,Luque de Castro MD. Anal Chim Acta Oct 17;602(1):82-8. Epub 2007 Sep 14. 采 用 甲 醇 - 水 和 正 己 烷 作 为 萃 取 剂 的 微 波 辅 助 萃 取 (MAE) 系 统 已 被 用 于 同 时 提 取 alperujo( 橄 榄 油 生 产 中 的 产 生 的 废 渣 ) 中 极 性 和 非 极 性 化 合 物 测 试 了 多 种 方 法 最 终 建 立 了 最 佳 的 提 取 条 件, 目 标 组 分 ( 酚 类 化 合 物 和 脂 肪 酸 ) 可 在 14 分 钟 内 完 成 定 量 提 取 通 过 离 心 进 行 两 相 分 离, 极 性 和 非 极 性 组 分 分 别 进 行 HPLC-MS-MS 和 GC-MS 的 分 析 比 较 了 本 文 的 提 取 方 法 与 参 考 方 法 (Folch 法 提 取 脂 肪 酸, 搅 拌 法 提 取 生 物 酚 ) 各 个 分 离 组 分 的 提 取 效 率 和 萃 取 物 组 成 鉴 于 这 两 类 提 取 分 极 其 重 要,MAE 法 的 简 单 和 原 材 料 的 低 成 本 优 势 使 该 方 法 值 得 推 广 到 工 业 生 产 中 169

170 飞 行 时 间 质 谱 (TOF) 1. 采 用 反 相 液 相 色 谱 / 质 谱 及 体 外 (13)C 标 记 进 行 中 心 碳 和 能 量 代 谢 相 关 代 谢 产 物 的 同 时 定 量 Yang WC,Sedlak M,Regnier FE,Mosier N,Ho N,Adamec J. Anal Chem Nov 14. [Epub ahead of print] 细 胞 内 代 谢 产 物 的 综 合 分 析 是 阐 明 细 胞 生 理 过 程 的 重 要 途 径 虽 然 反 相 液 相 色 谱 - 质 谱 (RPLC-MS) 的 分 辨 率 和 灵 活 性 使 得 它 成 为 代 谢 产 物 分 析 中 最 有 力 的 分 析 工 具 之 一, 但 即 使 是 最 简 单 的 代 谢 组 中 化 合 物 结 构 的 多 样 性 也 对 分 析 提 出 了 巨 大 的 挑 战 本 文 建 立 了 鉴 定 并 定 量 代 谢 组 学 研 究 中 从 糖 糖 磷 酸 羧 酸 到 膦 酰 基 羧 酸 核 苷 酸 辅 酶 等 广 泛 代 谢 产 物 的 RPLC-MS 分 析 方 法 该 方 法 对 样 品 进 行 体 外 (13)C 标 记 标 签 的 衍 生 化 处 理, 实 现 同 位 素 内 标 定 量, 并 且 使 得 同 分 异 构 体 如 葡 萄 糖 -6- 磷 酸 和 果 糖 -6- 磷 酸 的 分 离 可 在 一 次 色 谱 分 析 中 完 成 各 个 代 谢 产 物 校 准 曲 线 的 线 性 范 围 均 超 过 两 个 数 量 级, 且 相 关 系 数 R(2) 大 于 信 噪 比 为 3 时 相 应 的 浓 度 定 义 为 检 出 限, 大 部 分 代 谢 产 物 的 检 出 限 小 于 1.0 mum(20pmol) 鉴 定 了 酵 母 细 胞 裂 解 液 中 30 个 与 糖 酵 解 磷 酸 戊 糖 通 路 三 羧 酸 循 环 有 关 的 常 见 代 谢 产 物, 相 对 标 准 偏 差 小 于 10% 170

171 GC/MS 分 析 发 现 代 谢 组 学 1. 气 相 色 谱 - 质 谱 联 用 全 面 分 析 肝 移 植 大 鼠 的 血 清 和 肝 脏 代 谢 组 Wang Y,Tao Y,Lin Y,Liang L,Wu Y,Qu H,Liang T,Cheng Y. Anal Chim Acta Feb 2;633(1): Epub 2008 Nov 25. 本 文 建 立 了 肝 移 植 大 鼠 血 清 和 肝 脏 异 常 代 谢 过 程 的 代 谢 组 学 研 究 方 法 采 用 雄 性 Lewis 大 鼠 进 行 同 系 肝 移 植, 采 集 移 植 后 天 的 血 清 样 品 和 移 植 肝 样 品, 对 其 中 的 内 源 性 代 谢 产 物 进 行 气 相 色 谱 - 质 谱 (GC-MS) 分 析 验 证 表 明 该 分 析 方 法 的 线 性 精 密 度 和 重 复 性 均 符 合 要 求 鉴 定 了 血 清 中 的 34 个 代 谢 产 物 和 肝 脏 中 的 29 个 代 谢 产 物 相 关 分 析 表 明 血 清 和 肝 脏 中 具 有 类 似 功 能 的 代 谢 产 物 也 呈 现 出 类 似 的 变 化 主 成 分 分 析 (PCA) 显 示 了 生 化 变 化 的 时 间 依 赖 关 系 综 上, 本 研 究 可 能 为 原 位 肝 移 植 的 病 理 生 理 机 制 研 究 提 供 特 定 的 通 路 预 测 2. 美 国 人 血 液 样 本 中 多 溴 联 苯 醚 羟 基 化 代 谢 产 物 分 析 Qiu X,Bigsby RM,Hites RA. Environ Health Perspect Jan;117(1):93-8. Epub 2008 Aug 1. 研 究 背 景 : 本 实 验 室 前 期 研 究 表 明, 大 鼠 中 的 多 溴 二 苯 醚 (PBDE) 可 代 谢 为 羟 基 化 PBDE(HO-PBDE), 其 中 对 -HO-PBDE 是 丰 度 最 高 并 具 有 最 高 潜 在 毒 性 的 代 谢 产 物 研 究 目 的 : 本 研 究 的 目 的 是 要 测 定 无 意 中 接 触 或 因 职 业 接 触 这 些 阻 燃 剂 的 妊 娠 妇 女 和 新 生 儿 血 样 中 的 HO-PBDE 浓 度 实 验 方 法 : 从 印 第 安 纳 州 的 印 第 安 纳 波 利 斯 医 院 采 集 了 20 个 血 液 样 本, 采 用 电 子 捕 获 负 离 子 气 相 色 谱 质 谱 进 行 PBDE 和 HO-PBDE 的 分 析 结 果 : 人 体 血 液 中 的 HO-PBDE 代 谢 模 式 与 已 发 现 的 大 鼠 的 代 谢 模 式 明 显 不 同 5-HO-BDE-47 和 6-HO-BDE-47 是 BDE-47 的 主 要 代 谢 产 物,5'-HO-BDE-99 和 6'-HO-BDE-99 是 BDE-99 的 主 要 代 谢 产 物 母 离 子 和 相 应 的 代 谢 产 物 之 间 的 相 对 浓 度 表 明 BDE-99 比 BDE-47 和 BDE-100 更 容 易 代 谢 此 外, 检 测 到 了 二 苯 醚 键 断 裂 产 生 的 三 种 溴 酚 离 子 羟 基 化 代 谢 产 物 与 其 PBDE 母 离 子 的 比 值 在 0.10 至 2.8 之 间, 这 表 明 PBDE 的 羟 基 化 代 谢 产 物 在 人 血 液 中 发 生 蓄 积 结 论 : 人 类 与 大 鼠 PBDE 的 代 谢 模 式 完 全 不 同, 说 明 在 人 和 大 鼠 的 PBDE 代 谢 过 程 中 存 在 着 不 同 的 酶 虽 然 人 血 中 的 HO-PBDE 代 谢 产 物 水 平 较 低, 但 这 些 代 谢 产 物 似 乎 会 发 生 蓄 积 3. 采 用 化 学 衍 生 化 及 气 相 色 谱 / 质 谱 法 进 行 肝 细 胞 癌 病 人 血 清 代 谢 组 学 研 究 Xue R,Lin Z,Deng C,Dong L,Liu T,Wang J,Shen X. Rapid Commun Mass Spectrom Oct;22(19): 本 研 究 旨 在 探 讨 肝 细 胞 癌 (HCC,20 例 ) 男 性 患 者 和 正 常 男 性 组 (20 例 ) 的 血 清 代 谢 差 异 血 清 代 谢 组 通 过 化 学 衍 生 及 气 相 色 谱 / 质 谱 (GC/MS) 法 进 行 检 测 采 集 到 的 GC/MS 数 据 进 行 了 逐 步 判 别 分 析 (SDA) 和 支 持 向 量 分 析 (SVM) 结 合 丁 酸 乙 酰 羟 肟 酸 甘 油 L- 异 亮 氨 酸 L- 缬 氨 酸 氨 基 丙 二 酸 D- 氨 基 丙 二 酸 棕 榈 酸 硬 脂 酸 等 代 谢 产 物 的 变 化 可 明 显 区 分 这 两 个 试 验 组 该 方 法 通 过 这 些 变 量 提 供 了 能 很 好 地 区 分 HCC 病 人 和 正 常 人 的 诊 断 模 型 更 重 要 的 是, 每 组 的 误 判 率 均 为 0% 由 SVM 20 倍 交 叉 验 证 测 得 的 总 体 判 别 准 确 度 为 75% 这 种 技 术 不 同 于 传 统 的 方 法, 是 可 用 于 肝 癌 诊 断 领 域 的 有 力 工 具 171

172 4. 拟 南 芥 10- 甲 酰 四 氢 叶 酸 酯 去 甲 酰 酶 是 光 呼 吸 中 不 可 或 缺 的 重 要 因 素 Col akova E,Goyer A,Naponel i V,Krassovskaya I,Gregory JF 3rd,Hanson AD,Shachar-Hill Y. Plant Cell Jul; 20(7): Epub 2008 Jul 15. 在 原 核 生 物 中,PurU(10- 甲 酰 四 氢 [THF] 去 甲 酰 酶 ) 可 将 10- 甲 酰 四 氢 呋 喃 代 谢 为 甘 氨 酸 和 嘌 呤 生 物 合 成 所 需 的 甲 酸 和 四 氢 呋 喃 拟 南 芥 基 因 组 中 包 含 两 个 推 定 的 puru 基 因 At4g17360 和 At5g47435 同 时 敲 除 这 两 个 基 因 会 使 植 物 比 野 生 型 变 矮 变 白 双 基 因 敲 除 (dko) 植 物 突 变 体 中 的 甘 氨 酸 水 平 增 加 70 倍, 5- 和 10- 甲 酰 四 氢 呋 喃 蓄 积 含 量 提 高 dko 突 变 体 胚 胎 发 育 在 心 形 期 到 子 叶 期 早 期 停 滞 成 熟 后 的 种 子 干 瘪, 脂 肪 含 量 少, 无 法 发 芽 然 而,dKO 突 变 体 只 是 偶 尔 会 死 亡, 它 可 在 非 光 呼 吸 条 件 下 继 续 生 长 此 外, 在 dko 角 果 培 养 液 中 加 入 蔗 糖 可 恢 复 正 常 的 胚 胎 发 育 和 种 子 活 力, 表 明 种 子 和 胚 胎 发 育 表 型 是 母 性 效 应 的 结 果 我 们 发 现 At4g17360 和 At5g47435 蛋 白 与 光 呼 吸 相 关 光 呼 吸 可 以 防 止 5- 甲 酰 四 氢 呋 喃 的 过 量 蓄 积, 而 5- 甲 酰 四 氢 呋 喃 是 甘 氨 酸 脱 羧 酶 / 丝 氨 酸 羟 甲 基 转 移 酶 复 合 物 的 潜 在 抑 制 剂 At2g38660 基 因 能 编 码 在 5- 甲 酰 THF 形 成 上 游 起 作 用 的 双 功 能 5,10- 亚 甲 基 四 氢 呋 喃 脱 氢 酶 /5,10- 甲 基 四 氢 呋 喃 环 化 酶,At2g38660 基 因 敲 除 后 dko 植 物 恢 复 了 野 生 型 表 型, 这 一 现 象 明 显 支 持 本 文 的 研 究 结 果 5. 应 用 差 异 指 数 分 析 主 坐 标 分 析 和 秩 和 检 验 分 析 人 体 汗 液 气 相 色 谱 / 质 谱 代 谢 组 学 峰 表 数 据 Xu Y,Gong F,Dixon SJ,Brereton RG,Soini HA,Novotny MV,Oberzaucher E,Grammer K,Penn DJ. Anal Chem Aug 1; 79(15): Epub 2007 Jun 30. 代 谢 组 学 研 究 中 的 大 部 分 数 据 处 理 是 基 于 主 成 分 分 析 (PCA) 和 偏 最 小 二 乘 法 进 行 的, 主 要 是 为 了 确 定 样 品 是 否 落 入 某 个 大 组 然 而, 分 析 化 学 家 很 少 研 究 个 体 的 指 纹 图 谱, 为 了 有 效 地 解 决 这 类 问 题, 有 必 要 采 用 大 量 的 小 试 验 组 而 不 是 几 个 大 的 试 验 组, 并 且 采 用 本 文 中 介 绍 的 多 种 不 同 的 方 法 进 行 分 析 此 外, 哺 乳 动 物 和 人 类 的 代 谢 组 学 研 究 中 涉 及 到 许 多 仅 存 在 于 一 部 分 样 品 中 的 化 合 物 ( 峰 ) 的 分 析, 传 统 的 主 成 分 分 析 法 不 能 很 好 地 处 理 这 种 可 能 存 在 多 个 零 的 稀 疏 矩 阵 然 而, 可 通 过 主 坐 标 分 析 (PCO) 开 发 大 量 的 相 似 度 定 性 评 估 方 法 用 于 这 一 目 的 定 量 衡 量 相 似 度 的 PCA 得 分 是 PCO 得 分 的 特 例 本 文 对 一 个 包 含 约 1000 次 气 相 色 谱 / 质 谱 分 析 的 大 规 模 研 究 进 行 分 析, 这 些 样 本 为 卡 林 西 亚 ( 奥 地 利 南 部 ) 地 区 一 个 孤 立 群 体 中 200 个 人 的 汗 液 样 本, 连 续 10 周 每 两 周 取 样 一 次, 对 这 些 样 本 按 家 族 进 行 分 组 第 一 步 是 制 作 一 张 峰 表, 需 要 将 检 测 到 的 峰 进 行 定 位 和 积 分 从 5080 个 峰 中 选 出 了 373 个, 这 些 峰 至 少 在 某 个 人 连 续 5 次 的 取 样 中 存 在 4 次 进 行 了 定 性 ( 存 在 与 否 ) 和 定 量 ( 相 当 于 PCA) 的 相 似 度 测 量 计 算 对 这 些 相 似 度 矩 阵 进 行 PCO 分 析 和 Kolomorogov- Smirnoff(KS) 秩 和 检 验 结 果 表 明, 这 些 数 据 组 中 存 在 可 重 现 的 个 体 指 纹, 最 好 用 PCO 得 分 的 Hotelling t2 统 计 评 估 和 KS 秩 和 检 验 的 相 关 概 率 分 析 等 定 性 相 似 度 测 量 来 表 示 6. GC/MS 数 据 中 保 守 代 谢 物 的 系 统 鉴 定, 在 代 谢 组 学 和 生 物 标 志 物 中 的 应 用 Styczynski MP,Moxley JF,Tong LV,Walther JL,Jensen KL,Stephanopoulos GN. Anal Chem Feb 1;79(3): 气 相 色 谱 / 质 谱 (GC/MS) 代 谢 谱 分 析 通 常 依 靠 代 谢 物 质 谱 参 考 数 据 库 进 行 结 构 鉴 定 和 代 谢 物 跟 踪 通 常, 计 数 和 追 踪 未 鉴 定 代 谢 物 的 技 术 不 够 系 统, 需 要 进 行 手 工 干 预 我 们 提 供 了 一 种 方 法 和 软 件, 您 可 以 从 以 下 网 址 免 费 下 载, 不 需 要 参 考 谱 库, 也 不 用 手 工 干 预, 即 可 系 统 地 检 测 样 品 之 间 的 保 守 组 分 我 们 通 过 正 确 鉴 定 已 知 混 合 物 中 的 组 分 和 分 辨 加 入 到 混 合 物 中 的 组 分, 对 方 法 进 行 了 验 证 最 后, 我 们 用 本 方 法 对 大 肠 杆 菌 代 谢 组 进 行 的 简 单 的 分 析 在 运 行 数 据 分 析 方 法 之 前, 系 统 地 列 出 了 保 守 代 谢 物 峰, 我 们 的 方 法 扩 展 了 代 谢 组 学 的 范 围, 促 进 了 生 物 标 志 物 的 发 现 172

173 7. 酿 酒 酵 母 代 谢 谱 研 究 : 优 选 抗 病 毒 药 物 靶 标 的 辅 助 工 具 Schneider K,Krömer JO,Wit mann C,Alves-Rodrigues I,Meyerhans A,Diez J,Heinzle E. Microb Cell Fact Jan 30;8:12. 某 些 正 链 病 毒 的 复 制 需 要 细 胞 蛋 白 Pat1p Lsm1p 和 Dhh1p, 因 此 这 些 蛋 白 可 以 作 为 新 型 抗 病 毒 药 物 的 潜 在 靶 标 为 了 优 选 宿 主 靶 标 进 行 抗 病 毒 药 物 筛 选, 我 们 对 酿 酒 酵 母 标 准 株 BY4742 Matalpha his3delta1 leu2delta0 lys2delta0 ura3delta0 和 缺 失 突 变 株 pat1delta lsm1delta 和 dhh1delta 进 行 了 比 较 代 谢 组 学 分 析 结 果 :GC/MS 分 析 能 够 对 47 种 极 性 代 谢 物 进 行 定 量, 并 鉴 定 出 其 中 的 41 种 通 过 对 特 征 结 构 进 行 了 偏 最 小 二 乘 分 析 (PLS-DA), 鉴 定 了 两 种 病 毒 株 之 间 存 在 明 显 差 异 的 代 谢 物 分 析 表 明,pat1Delta 与 标 准 株 之 间 的 最 小 差 异 可 以 用 标 准 化 峰 面 积 的 欧 几 里 得 距 离 表 征 该 株 的 生 长 速 度 和 乙 醇 与 甘 油 的 产 生 速 度 也 最 为 相 似 结 论 : 根 据 这 些 结 果, 我 们 推 断 人 酵 母 类 似 物 Pat1p 最 有 可 能 成 为 良 好 的 药 物 靶 标 8. 肾 上 腺 功 能 初 现 的 尿 液 标 志 物 研 究 :3-18 岁 正 常 人 的 参 考 值 Remer T,Boye KR,Hartmann MF,Wudy SA. J Clin Endocrinol Metab Apr;90(4): Epub 2005 Jan 25. 目 前 还 没 有 正 常 人 生 长 过 程 中 尿 中 排 泄 脱 氢 表 睾 酮 (DHEA) 及 其 直 接 代 谢 产 物 的 信 息 我 们 用 气 相 色 谱 - 质 谱 尿 类 固 醇 谱 型 分 析, 无 创 研 究 了 400 名 3-18 岁 正 常 人 肾 上 腺 功 能 初 现 的 代 谢 组 在 7-8 岁 之 前 24 小 时 尿 中 DHEA 的 分 泌 水 平 无 明 显 增 加 但 DHEA 与 其 16a 羟 基 化 下 游 代 谢 物,16a- 羟 基 -DHEA 和 3b- 羟 基 -DHEA 和 3b,16a,17b- 雄 烯 三 酮 (DHEA&M), 以 及 DHEA 代 谢 物,5- 雄 烯 -3b,17b- 二 醇 (ADIOL), 以 及 总 的 尿 雄 激 素 代 谢 物 (C19) 从 最 小 年 龄 组 到 最 大 年 龄 组 均 出 现 持 续 升 高 从 3 岁 到 8 岁, 男 性 和 女 性 24 小 时 尿 液 排 泄 的 C19 ADIOL 和 DHEA&M 增 加 了 2 到 4 倍 (P < 0.01) 例 如, 在 这 一 阶 段,DHEA&M 从 20 毫 克 / 日 升 高 到 80 毫 克 / 日 (P < ) 到 16 岁,DHEA&M 分 泌 继 续 增 加 到 接 近 1000 毫 克 / 日 评 估 了 类 固 醇 生 成 酶 的 活 性 状 态 ( 根 据 尿 类 固 醇 代 谢 物 的 特 定 比 值 ), 包 括 21 羟 基 化 酶 3b- 羟 基 类 固 醇 脱 氢 酶 17b- 羟 基 类 固 醇 脱 氢 酶 和 5a 还 原 酶 我 们 的 结 果 表 明, 正 常 男 孩 和 女 孩 肾 上 腺 功 能 初 现 是 一 个 渐 进 过 程, 它 的 出 现 明 显 早 于 目 前 公 认 的 时 间 DHEA 的 有 效 代 谢, 尤 其 是 生 成 16 羟 基 化 类 固 醇, 或 许 可 以 解 释 7-8 岁 前 体 内 DHEA 水 平 的 恒 定 我 们 所 给 出 的 DHEA DHEA&M ADIOL C19( 包 括 雄 激 素 和 雌 激 素 ), 以 及 尿 中 类 固 醇 生 成 酶 活 性 参 数 的 参 考 值, 有 助 于 了 解 肾 上 腺 功 能 初 现 的 渐 进 成 熟 过 程 中 营 养 环 境 和 病 理 生 理 的 相 互 关 系 这 些 数 据 还 可 以 作 为 类 固 醇 相 关 疾 病 的 诊 断 参 考 值 9. 异 戊 酸 血 症 相 关 的 氨 基 酸 异 常 结 合 产 生 的 19 种 新 代 谢 物 的 鉴 定 Loots DT,Erasmus E,Mienie LJ. Clin Chem Aug;51(8): 颤 杨 叶 片 生 长 过 程 中 库 源 过 渡 的 代 谢 谱 分 析 Jeong ML,Jiang H,Chen HS,Tsai CJ,Harding SA. Plant Physiol Oct; 136(2): Epub 2004 Sep 24. 对 颤 杨 (Populus tremuloides Michx) 叶 片 生 长 库 源 过 渡 带 的 小 分 子 极 性 代 谢 物 进 行 了 比 较 250 到 300 个 常 规 分 离 峰 的 约 25% 得 到 了 鉴 定, 其 中 丰 度 最 高 的 有 碳 水 化 合 物 有 机 酸 和 氨 基 酸 其 中 三 分 之 二 的 代 谢 物 在 叶 片 生 长 过 程 中 呈 4 倍 以 上 的 变 化 在 光 合 成 和 光 呼 吸 测 量 中, 代 谢 谱 数 据 得 到 的 信 息 与 碳 异 养 和 碳 自 养 代 谢 预 测 趋 势 相 一 致 Suc 浓 度 在 整 个 展 叶 期 均 增 高, 而 六 碳 糖 的 浓 度 在 展 叶 中 期 达 到 峰 值, 然 后 锐 降 展 叶 期 间 氨 基 酸 浓 度 普 遍 降 低, 但 苯 丙 氨 酸 在 初 期 增 高, 随 后 甘 氨 酸 和 丝 氨 酸 增 高, 分 别 反 映 了 生 长 对 二 级 代 谢 和 光 呼 吸 的 影 响 苹 果 酸 盐 浓 度 和 天 门 冬 酰 胺 转 移 酶 活 性 的 持 续 改 变 标 志 着 硝 酸 盐 的 吸 收 和 贮 存 的 天 门 冬 酰 胺 的 利 用 主 成 分 分 析 和 聚 类 分 析 有 助 于 对 涉 及 碳 和 氮 吸 收 动 态 变 化 的 细 胞 壁 成 熟 ( 果 胶 质 半 纤 维 素 和 草 酸 盐 ) 和 细 胞 膜 生 物 发 生 相 关 的 标 志 物 进 行 分 组 代 谢 谱 分 析 将 促 进 对 库 源 发 育 期 间 生 长 方 式 和 碳 分 配 模 式 以 及 对 刺 激 的 响 应 有 很 大 差 别 的 杨 树 的 氮 利 用 和 细 胞 发 育 研 究 173

174 靶 向 代 谢 组 学 1. 用 1H NMR 和 GC/MS 研 究 蚯 蚓 接 触 亚 致 死 量 DDT 和 硫 丹 后 的 代 谢 谱 变 化 McKelvie JR,Yuk J,Xu Y,Simpson AJ 和 Simpson MJ Metabolomics :84 94 用 质 子 核 磁 共 振 (1H NMR) 和 主 成 分 分 析 (PCA) 表 征 了 蚯 蚓 ( 赤 子 爱 胜 蚓 ) 对 两 种 农 药 ( 双 对 氯 苯 基 三 氯 乙 烷 (DDT) 和 硫 丹 ) 的 代 谢 响 应 PCA 载 荷 散 点 图 显 示, 给 药 组 ( 两 种 化 合 物 给 药 剂 量 0.5, 1.0 和 2.0 µg/cm 2 ) 与 对 照 组 之 间 主 要 的 差 异 代 谢 物 有 麦 芽 糖 亮 氨 酸 和 丙 氨 酸 用 气 相 色 谱 / 质 谱 (GC/MS) 对 赤 子 爱 胜 蚓 中 的 代 谢 物 进 行 了 定 量, 以 确 定 麦 芽 糖 亮 氨 酸 和 丙 氨 酸 对 DDT 和 硫 丹 响 应 (0.5 和 1.0 µg/cm 2 ) 的 改 变 是 否 可 重 复, 是 否 大 于 自 然 变 异 GC/MS 的 定 量 结 果 显 示, 麦 芽 糖 不 是 可 靠 的 生 物 标 志 物, 因 为 蚯 蚓 接 触 DDT 时 它 的 含 量 有 的 增 加 有 的 减 少, 而 接 触 硫 丹 时 也 仅 增 加 3% 亮 氨 酸 在 本 研 究 所 用 的 GC/MS 衍 生 反 应 中 不 稳 定, 不 能 确 定 为 可 靠 的 生 物 标 志 物 然 而, 丙 氨 酸 在 赤 子 爱 胜 蚓 接 触 DDT 和 硫 丹 两 种 杀 虫 剂 时 却 一 致 性 地 增 加 对 照 组 蚯 蚓 中 丙 氨 酸 含 量 呈 相 当 大 的 波 动 (±41.6%), 而 丙 氨 酸 与 甘 氨 酸 的 比 值 变 异 只 有 ±10.5% 1.0 µg/cm 2 DDT 和 0.5 与 1.0 µg/cm 2 硫 丹 作 用 下, 丙 氨 酸 与 甘 氨 酸 的 比 值 相 比 对 照 组 有 统 计 学 差 义 (P < 0.05 ), 提 示 丙 氨 酸 与 甘 氨 酸 比 例 偏 离 正 常 稳 态 值 1.5, 可 以 作 为 进 一 步 研 究 DTT 和 硫 丹 接 触 的 潜 在 生 物 标 志 物 2. 气 相 色 谱 / 质 谱 法 在 微 生 物 代 谢 组 学 中 的 应 用 Koek MM,Muilwijk B,van der Werf MJ,Hankemeier T. Anal Chem Feb 15;78(4): 建 立 了 用 于 细 菌 代 谢 组 学 分 析 的 方 法, 包 括 肟 化 和 硅 烷 化 衍 生 反 应 及 后 续 的 气 相 色 谱 与 质 谱 联 用 分 析 微 生 物 基 质 中 含 有 许 多 可 能 干 扰 衍 生 化 或 分 析 过 程 的 化 合 物, 如 高 浓 度 盐 复 杂 基 质 或 缓 冲 液 组 分, 或 浓 度 很 高 的 底 物 及 产 物 用 不 同 微 生 物, 如 枯 草 杆 菌 费 氏 丙 酸 杆 菌 和 大 肠 杆 菌 对 这 一 方 法 进 行 了 广 泛 验 证 本 法 能 够 分 析 许 多 类 别 的 代 谢 物 : 醇 类 醛 类 氨 基 酸 胺 类 脂 肪 酸 ( 含 磷 -) 有 机 酸 糖 类 糖 酸 ( 酰 基 -) 糖 胺 糖 磷 酸 盐 嘌 呤 嘧 啶 和 芳 香 化 合 物 等 实 验 证 明 衍 生 反 应 有 效 (>50% 转 化 为 衍 生 形 式 ) 而 且 可 重 复 ( 相 对 标 准 偏 差 <10%) 大 多 数 代 谢 物 的 线 性 度 令 人 满 意, 回 归 系 数 大 于 定 量 限 为 柱 上 pg, 或 微 生 物 细 胞 ( 干 重 ) mmol/g 一 般 情 况 下, 细 胞 提 取 物 代 谢 物 分 析 的 批 内 精 密 度 ( 重 复 性 ) 和 批 间 精 密 度 ( 重 现 性 ) 分 别 优 于 10% 和 15% 尽 管 该 方 法 并 非 靶 向 手 段, 并 且 微 生 物 基 质 成 分 复 杂, 但 大 多 数 代 谢 物 的 分 析 结 果 均 能 满 足 生 物 分 析 中 靶 向 分 析 的 要 求 通 过 分 析 不 同 生 长 期 的 大 肠 杆 菌 样 品 验 证 了 该 方 法 的 适 用 性 3. 转 基 因 小 麦 植 物 的 实 质 等 同 性 代 谢 组 学 研 究 Baker JM, Hawkins ND, Ward JL, Lovegrove A, Napier JA, Shewry PR, Beale MH. Plant Biotechnol J Jul;4(4): 为 检 测 表 达 额 外 高 分 子 量 亚 单 位 基 因 的 三 种 转 基 因 小 麦 及 相 应 亲 本 系 ( 两 个 品 系 加 无 效 转 化 体 ) 的 实 质 等 同 性, 我 们 连 续 3 年 对 英 国 两 地 (Rothamsted, Hertfordshire 和 Long Ashton, near Bristol) 重 复 田 间 试 验 的 栽 培 样 品 进 行 了 代 谢 谱 分 析 对 氘 代 甲 醇 - 水 提 取 的 极 性 代 谢 物 进 行 质 子 核 磁 共 振 谱 多 变 量 对 比, 表 明 地 点 和 年 份 的 影 响 比 基 因 型 更 大 但 仍 然 可 以 看 到 转 基 因 和 亲 本 品 系 之 间 的 区 别, 特 别 是 转 基 因 品 系 B73-6-1( 其 转 基 因 表 达 水 平 最 高 ) 与 其 亲 本 品 系 L88-6 之 间 图 谱 的 比 较 显 示, 转 基 因 品 系 中 的 麦 芽 糖 和 / 或 蔗 糖 水 平 高, 游 离 氨 基 酸 差 异 也 很 明 显 采 用 气 相 色 谱 - 质 谱 法 测 定 了 生 长 于 2000 年 样 本 的 详 细 氨 基 酸 组 成 最 显 著 的 差 异 是 生 长 于 Rothamsted 的 样 品 含 大 量 酸 性 氨 基 酸 ( 谷 氨 酸 天 门 冬 氨 酸 ) 及 其 酰 胺 ( 谷 氨 酰 胺 天 门 冬 酰 胺 ) 此 外, 生 长 于 Long Ashton 的 相 关 品 系 L88-6 和 B 的 脯 氨 酸 和 γ 氨 基 丁 酸 的 水 平 比 生 长 于 Rothamsted 的 要 高 结 果 清 楚 地 表 明, 环 境 能 够 对 代 谢 组 产 生 影 响, 而 且 对 照 组 和 转 基 因 组 之 间 的 差 异, 一 般 都 不 会 超 出 对 照 品 系 在 不 同 地 区 和 不 同 年 份 的 差 异 范 围 174

175 安 捷 伦 文 献 : 请 联 系 您 当 地 的 销 售 代 表 进 行 预 订 : 宣 传 册 CHCN: 安 捷 伦 代 谢 组 学 实 验 室 : 成 功 进 行 代 谢 组 学 研 究 所 需 要 的 工 具 应 用 报 告 : CHCN: 将 保 留 时 间 添 加 到 METLIN 个 人 代 谢 数 据 库 中 以 改 善 化 合 物 鉴 定 CHCN: 红 细 胞 代 谢 组 学 研 究 中 代 谢 物 提 取 的 优 化 CHCN: 应 用 GC/MS 和 安 捷 伦 Fiehn GC/MS 代 谢 组 学 RTL 数 据 库 鉴 定 血 浆 中 的 代 谢 物 CHCN: 水 稻 白 叶 枯 病 代 谢 谱 分 析 选 择 指 南 : CHCN: 代 谢 组 学 研 究 选 择 GCMS 还 是 LCMS 的 考 虑 产 品 通 讯 : CHCN: 安 捷 伦 Fiehn GCMS 代 谢 组 学 RTL 谱 库 CHCN: 安 捷 伦 代 谢 组 学 软 件 用 于 代 谢 组 学 数 据 分 析 各 步 骤 的 软 件 工 具 CHCN: 安 捷 伦 METLIN 个 人 代 谢 数 据 库 让 代 谢 产 物 鉴 定 检 索 更 加 容 易 的 强 大 数 据 库 EN:Agilent Mass Profiler Software - Essential Tool Set for Differential Profiling( 安 捷 伦 Mass Profiler 软 件 差 异 代 谢 谱 分 析 的 重 要 工 具 ) EN:GeneSpring MS from Agilent - Comprehensive Software Solution for Protein and Metabolite Biomarker Discovery( 安 捷 伦 GeneSpring MS 软 件 蛋 白 和 代 谢 产 物 生 物 标 志 物 发 现 的 全 面 软 件 解 决 方 案 ) 海 报 : EN:Metabolomics: Sample Preparation( 代 谢 组 学 样 品 制 备 ) 视 频 资 料 : EN: 代 谢 组 学 研 究 者 Chris Beecher 博 士 ( 密 西 根 大 学 ) 和 Kyu Rhee 博 士 ( 康 奈 尔 大 学 ) 的 视 频 故 事,1GB 175

176 更 多 信 息 安 捷 伦 代 谢 组 学 基 于 质 谱 的 研 究 方 法 基 础 导 论 : Public/ CHCN.pdf 了 解 更 多 : 在 线 购 买 : 查 询 您 所 在 国 家 安 捷 伦 客 户 中 心 : 在 线 询 价 : 联 系 我 们 : [email protected] 安 捷 伦 客 户 服 务 中 心 免 费 专 线 : ( 手 机 用 户 ) 安 捷 伦 科 技 大 学 : 浏 览 和 订 阅 Access Agilent 电 子 期 刊 : 本 资 料 仅 供 参 考 本 资 料 中 的 信 息 说 明 和 指 标 如 有 变 更, 恕 不 另 行 通 知 安 捷 伦 公 司 对 本 资 料 中 可 能 的 错 误 或 或 使 用 这 一 资 料 而 带 来 的 可 能 意 外 伤 害 和 问 题 不 负 法 律 责 任 安 捷 伦 科 技 ( 中 国 ) 有 限 公 司,2010 版 权 所 有 2010 年 7 月 13 日 中 国 印 刷