LC-MS非靶向代謝組

 1 非靶向代謝組學

非靶向代謝組學是將生物體所有內(nèi)源性代謝物作為研究目標（廣篩），重點在于比較實驗組和對照組，發(fā)現(xiàn)尋找其種具有顯著變化的代謝物質(zhì)（差異代謝物），并構(gòu)建代謝通路以解釋代謝物于該生命體的關(guān)聯(lián)

 2 LC—MS的優(yōu)勢

作為上個世紀九十年代發(fā)展起來的一門新興學科，代謝組學已經(jīng)被廣泛運用在植物學、微生物學、藥理學、臨床醫(yī)學等多個領(lǐng)域。代謝組學的中心任務是對內(nèi)源性代謝物質(zhì)的整體及其動態(tài)變化規(guī)律進行檢測，量化和編錄。實驗的發(fā)展是基于分析化學的基礎(chǔ)上進行的，發(fā)展至今，其研究手段也涵蓋了核磁共振（NMR）、氣相色譜（GC）、液相色譜（LC）、質(zhì)譜（MS）等技術(shù)。
在眾多儀器中，色譜與質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)是使用最多的，相對于NMR，色譜與質(zhì)譜聯(lián)用的精度更高，能鑒定出絕大多數(shù)代謝物，而且成本費用也相對較少，這也是現(xiàn)今色質(zhì)聯(lián)用廣泛被使用的主要原因。而LC-MS除了可以分析GC-MS所不能分析的強極性、難揮發(fā)、熱不穩(wěn)定性的化合物之外，還具有以下幾個方面的優(yōu)點：

1 分析范圍廣，MS幾乎可以檢測所有的化合物，更加容易地解決了分析熱不穩(wěn)定化合物的難題；

2 分離能力強，即使被分析混合物在色譜上沒有完全分離開，但通過MS的特征離子質(zhì)量色譜圖也能分別給出它們各自的色譜圖來最終進行定性定量；

3 定性分析結(jié)果可靠，可以同時給出每一個組分的分子量和豐富的結(jié)構(gòu)信息；

4 檢測限低，MS具備高靈敏度，通過選擇離子檢測（SIM）方式，其檢測能力還可以提高一個數(shù)量級以上；

5 分析時間快，HPLC-MS使用的液相色譜柱為窄徑柱，縮短了分析時間，提高了分離效果；

6 自動化程度高，HPLC-MS具有高度的自動化。
關(guān)于質(zhì)譜，根據(jù)質(zhì)譜的工作原理，質(zhì)譜又分成了雙聚焦質(zhì)譜儀，四極桿質(zhì)譜儀，飛行時間質(zhì)譜儀，離子阱質(zhì)譜儀，傅立葉變換質(zhì)譜儀等不同種類。而在實驗時，我們可以根據(jù)不同需要適當調(diào)整儀器組和以及儀器附件。

 3 使用儀器

儀器型號

Agilent 1290/6545 UHPLC-QTOF/MS

Agilent 1290/6538 UHPLC-QTOF/MS

Agilent 6470 UHPLC-QqQ/MS

AB Sciex QTRAP® 6500 LC-MS/MS

產(chǎn)品特性：

● 自動調(diào)諧技術(shù)有助于保留不穩(wěn)定化合物以便改進檢測。

● 全新的快速自動調(diào)諧將小分子應用的靈敏度大幅高提升。

● 全新的安捷倫高壓脈沖發(fā)生器和電源提高了質(zhì)量分辨率性能，同時將質(zhì)量準確度提升到了0.8 ppm

● 全新的離子光學元件具有更出色的穩(wěn)定性，新型6545 Q-TOF 將軟件與硬件的創(chuàng)新進行了有機結(jié)合，使儀器質(zhì)量、儀器穩(wěn)定性及其整體性能均得到了顯著提高。

 4 實驗方法

 5 結(jié)果展示

正離子模式下總離子流圖（TIC）

負離子模式下總離子流圖（TIC）

Annotation	RI	mz	rt	rtmins	KEGG	B10	B11
Pyruvic acid	1052.7	174.0932035	425.617	7.093616667	C00022	0.3565036	0.056507411
Lactic acid	1064.7	117.0999985	436.85	7.280833333	C00186	4.747036327	3.344078952
Glycolic acid	1078.8	177.1000061	449.6945	7.494908333	C00160	1.326885339	0.527382498
Alanine	1107.6	116.1432731	476.326	7.938766667	C00041	3.028170541	3.084627979
Oxalic acid	1136	190.1000061	502.318	8.371966667	C00209	0.194537206	0.091481498
Heptanoic acid	1177.8	144.1581335	539.863	8.997716667	C17714	0.115500201	0.128741438
2-Aminobutyric acid	1178.3	130.1487871	540.51	9.0085	C02356	0.364989578	0.079262412
Methylmalonic acid	1203	247.0898469	562.6535	9.377558333	C02170	0.035611705	0.005913077
Valine	1223.2	144.1828377	579.983	9.666383333	C00183	1.50831138	0.379191532
4-Hydroxybutanoic acid	1239.1	117.0711577	593.143	9.885716667	C01770	0.146412544	0.086628849
Urea	1246.4	189.1000061	599.877	9.99795	C00086	0.07279439	0.009963712
Benzoic acid	1252.1	179.0967188	604.696	10.07826667	C00180	0.757627476	1.088216438
1,3-Di-Tert-Butylbenzene	1261.3	175.1661048	612.737	10.21228333	NA	0.934027453	0.03662111
Ethanolamine	1275.3	174.1877773	624.2735	10.40455833	C00189	6.510647873	1.843890014
Leucine	1279.6	158.1784614	628.416	10.4736	C00123	0.941304245	0.363700099
Glycerol	1283.5	205.1000061	632.9085	10.548475	C00116	18.67529482	22.50317805
Phosphoric acid	1284	299.1000061	633.189	10.55315	C00009	536.4761026	661.2377331
Proline	1306.1	142.1501043	650.863	10.84771667	C00148	0.322801402	0.080096555
Glycine	1316.6	174.1862447	658.924	10.98206667	C00037	16.92097907	17.66554668
Succinic acid	1316.9	247.1574299	659.2495	10.98749167	C00042	0.723656144	0.531405997
Glyceric acid	1341	292.1895564	678.819	11.31365	C00258	0.793085658	0.10722067
Uracil	1347.4	241.1000061	683.955	11.39925	C00106	0.740366515	0.203055317
Fumaric acid	1349.6	245.1000061	685.522	11.42536667	C00122	0.490779555	0.201807865
Nonanoic acid	1362.1	215.1775755	695.503	11.59171667	C01601	0.071946663	0.060307398
Serine	1370.9	204.1952103	702.576	11.7096	C00065	4.056129365	3.551741534

正模式下樣品中代謝物鑒定結(jié)果

代謝物分類圖

PCA得分圖

差異代謝物熱圖

代謝通路影響因子圖