靶向代謝組學(xué)(Targeted Metabolomics)是代謝組學(xué)研究的重要組成部分,也是全代謝組研究的延伸與拓展。相對(duì)于全代謝組分析而言,靶向代謝組分析具有特異性強(qiáng),檢測(cè)靈敏度高和定量準(zhǔn)確等幾個(gè)特點(diǎn)。通過(guò)對(duì)血液、尿液或其他體液以及組織中某一特定的代謝物的富集與準(zhǔn)確定量定性分析,一方面可以結(jié)合其它實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)揭示相關(guān)的分子生物學(xué)作用機(jī)制,另一方面,也可以為后續(xù)代謝分子標(biāo)志物的深入研究和開(kāi)發(fā)利用提供有力支持。靶向代謝組學(xué)可以用于:驗(yàn)證有非靶向代謝組學(xué)實(shí)驗(yàn)提出的假說(shuō);進(jìn)行基于假說(shuō)的探索性實(shí)驗(yàn),針對(duì)特定代謝物,研究代謝模型。 靶向代謝組學(xué)分析成功的關(guān)鍵因素是準(zhǔn)確度、高通量和可靠性。靶向代謝組學(xué)鑒定一般采用 GC/MS 系統(tǒng)的選擇性離子監(jiān)測(cè) (SIM),或在三重串聯(lián)四極桿 LC/MS 系統(tǒng)上用多反應(yīng)離子監(jiān)測(cè) (MRM) 進(jìn)行靶向 MS/MS。SIM 比全掃描圖譜采集具有更高的靈敏度,在單四極桿質(zhì)譜中,這種靈敏度增強(qiáng)的原因是延長(zhǎng)了所選擇離子的采集時(shí)間。因?yàn)楸O(jiān)測(cè)的是一個(gè)很小的質(zhì)量窗口,所以質(zhì)量色譜圖只代表對(duì)極為特定質(zhì)量的檢測(cè)。在大多數(shù)情況下,靈敏度可以提高 10 倍。MRM 是進(jìn)行質(zhì)譜定量的選擇方法,與 SIM 相比更為靈敏、更加特異。可以產(chǎn)生獨(dú)特的碎片離子,可對(duì)非常復(fù)雜基質(zhì)中的目標(biāo)化合物進(jìn)行監(jiān)測(cè)和定量。
靶向代謝組學(xué)的一般分析流程為:
1. 數(shù)據(jù)采集 步是得到標(biāo)準(zhǔn)品。如果無(wú)法從市場(chǎng)上買到,就必須定制合成。然后通過(guò)優(yōu)化產(chǎn)物離子碰撞能量以得到的信號(hào),再通過(guò)測(cè)定三重串聯(lián)四極桿測(cè)定代謝物的 MRM 躍遷值。 2. 定量 接下來(lái)用定量分析軟件對(duì) MRM 數(shù)據(jù)進(jìn)行處理,得到報(bào)告。 3. 統(tǒng)計(jì)分析和解釋 將定量報(bào)告輸入統(tǒng)計(jì)分析軟件包,用統(tǒng)計(jì)工具,如ANOVA,對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。
1.微生物和細(xì)胞樣本:迅速鈍化代謝活動(dòng)(淬滅),同時(shí)保持細(xì)胞不裂解 2.動(dòng)物體液(如尿、血、組織、器官、唾液):采樣后要迅速預(yù)處理,如加入抗凝血?jiǎng)?、防腐劑,并立即冷凍處理?80℃) 3.植物樣本:采集后迅速冷凍(液氮),然后轉(zhuǎn)入-80℃保存,200mg/例。 4.血清樣品:500ul/例(不得低于200ul/例),一定避免反復(fù)凍融。(血液收集在離心管中靜置30分鐘進(jìn)行凝固。然后離心取上清裝載干凈的離心管中,再離心5分鐘,8000rpm,取上清分裝到凍存管中,每管0.5ml,-80℃凍存寄送。) 5.尿液樣品:1ml/例,原則上可以多取一點(diǎn)(尿液直接分裝到離心管中,每管1ml,添加一滴(約10ul)質(zhì)量體積為1/100(w/v)的疊氮化鈉,-80℃凍存寄送)
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