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離子淌度質(zhì)譜多維代謝物鑒定新技術(shù)

2020-09-07 14:12:07來源：儀器網(wǎng)關(guān)鍵詞：代謝物閱讀量：5182

　　【儀器網(wǎng) 生物醫(yī)藥】生命需要時刻與外界進行物質(zhì)和能量的交換，這一交換的途徑就是新陳代謝。作為細(xì)胞中所有生物化學(xué)反應(yīng)的集合，新城代謝代表了細(xì)胞的實時功能，因此分析新陳代謝產(chǎn)物的數(shù)據(jù)就可以了解細(xì)胞的健康狀況。

　　在細(xì)胞中進行的生物化學(xué)反應(yīng)不止一種，新陳代謝的產(chǎn)物也十分復(fù)雜，目前仍有許多代謝物未被鑒定。研究代謝產(chǎn)物的代謝組學(xué)可以分為非靶向代謝組學(xué)和靶向代謝組學(xué)兩類。靶向代謝組學(xué)針對特定的代謝物進行檢測，而非靶向代謝組學(xué)則是無偏向地檢測樣本中所有能檢測到的代謝物分子。

　　代謝物鑒定是非靶向代謝組學(xué)的重點，也是代謝組學(xué)研究的難點。代謝物鑒定的一般方法是利用串聯(lián)質(zhì)譜(MS/MS)分析獲得樣品的二級碎片譜圖與標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)譜庫的譜圖匹配。但是標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)譜庫的覆蓋范圍有限，難以注釋未知代謝物。

　　為了更好地解決代謝物的鑒定問題，中國科學(xué)院上海有機化學(xué)研究所生物與化學(xué)交叉研究中心的課題組發(fā)展了基于離子淌度質(zhì)譜的碰撞截面積數(shù)據(jù)庫(AllCCS)，并開發(fā)出基于離子淌度質(zhì)譜的多維代謝物分析技術(shù)，用于生命體內(nèi)已知和未知代謝物的化學(xué)結(jié)構(gòu)鑒定。

　　離子淌度質(zhì)譜(離子遷移質(zhì)譜IM-MS)是將離子淌度分離與質(zhì)譜聯(lián)用的一種新型二維質(zhì)譜分析技術(shù)。離子淌度分離原理是基于離子在飄移管中與緩沖氣體碰撞時的碰撞截面不同，離子可按大小和形狀進行分離。離子淌度給傳統(tǒng)質(zhì)譜增加了新的分離維度，信噪比提高，使質(zhì)譜分析可提供精確質(zhì)量數(shù)(MS1)、二級碎片譜圖(MS/MS)和碰撞截面積(CCS)數(shù)據(jù)等多個維度信息。

　　研究人員建立了一個碰撞截面積(CCS)數(shù)據(jù)庫AllCCS，其中收錄了實驗獲取的5000多個CCS值和約1200萬個預(yù)測CCS值。并且研究人員還開發(fā)了集成的多維匹配策略以對基于IM-MS的非靶向代謝組學(xué)中的已知和未知代謝物進行注釋。同時該課題組進一步開發(fā)了基于離子淌度質(zhì)譜的多維代謝物鑒定技術(shù)，可提升已知代謝物鑒定的準(zhǔn)確性，并能用于未知代謝物鑒定，為未知代謝物的鑒定提供了新方法。

　　代謝組學(xué)借鑒了蛋白質(zhì)組和基因組的研究思想，與后兩者相比，代謝組與細(xì)胞結(jié)構(gòu)和功能之間的關(guān)系更直接，數(shù)據(jù)量也相對較少，在生命科學(xué)研究中將發(fā)揮越來越大的作用。代謝物鑒定技術(shù)的發(fā)展為代謝組學(xué)研究突破瓶頸提供了重要的幫助，而新數(shù)據(jù)庫的建立更是為后續(xù)研究提供極大的便利。這些都將帶動生命科學(xué)的發(fā)展，讓我們對細(xì)胞功能和疾病有更深入的了解。

　　資料來源：中科院

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