人血清内源性多肽无标记定量分析新策略

多肽组学(Pepti domics)以其在疾病标志物发现中所起的重要作用正受到越来越多的关注.然而,目前尚缺少针对多肽组学的高效定量方法.本文建立了一种基于纳升液相色谱与四极杆飞行时间质谱联用(μLC-Q-TOF-MS/MS)系统的色谱峰面积无标记多肽定量方法.该方法首先对两组样品中的多肽进行相对定量,然后选取相对量大于2或小于0.5的多肽,用纳升液相色谱与串联二级质谱(μLC-MS/MS)的选择性数据依赖模式(DDA)进行序列鉴定.将不同量标准样品牛血清白蛋白(BSA)酶解液加入到相同量的正常人血清样品中,然后用该方法进行定量分析,得到的定量结果平均相对偏差为6.42%.该方法分别被用于健康人血清与肝细胞癌(HCC)以及乳腺癌病人血清中内源性多肽的定量比较分析,并成功鉴定了血清中一些与HCC和乳腺癌相关的内源性多肽.由于Q-TOF-MS/MS的高分辨率和宽质量检测范围,价态高达+5和分子量超过4000的多肽也可被可靠地进行定性和定量分析.实验结果进一步表明在多肽组学分析中μLC-Q-TOF-MS/MS比传统的MALDI-TOF-MS具有更高的检测灵敏度.     

基于人工智能技术的烟气暴露大鼠代谢生物标志物筛选方法研究

该研究将主成分分析、偏最小二乘判别分析等多元统计分析方法用于烟草血浆、尿液和肺组织代谢组学数据的分析,以揭示暴露于不同烟气中大鼠血浆、尿液和肺组织中内源性生物标志物的整体变化情况,筛选潜在生物标志物;将血样、尿样和肺组织代谢轮廓谱分析得到的生物标志物进行整合,运用神经模糊网络模型对标志物进行缩减,并用人工神经网络评价模型预测能力,确定烟气暴露不同时间(7,14,30 d)以及不同烟气暴露对大鼠内源性代谢物变化影响"因果效应"密切相关的关键生物标志物群,明确不同烟气对大鼠机体损伤机制的异同。     

醛类标志物的化学衍生化色谱-质谱分析方法进展

人体接触环境中的化学污染物会导致多种疾病,包括癌症、糖尿病、心血管疾病、神经退行性疾病(阿尔茨海默症、帕金森病等)等。作为一类具有高反应活性的亲电化合物,醛类(包括外源性醛类或环境污染物暴露后产生的内源性醛类)可与人体中多种重要生物分子形成共价修饰产物而产生毒害作用。暴露组研究自2005年被首次提出以来一直是一个前沿热门领域,暴露组研究可绘制生物标志物与疾病风险之间的复杂关系,因此,所有生物标志物的可测量的和特征性的变化共同构成了暴露组研究的关键基础。醛类是化学暴露组的主要成分之一。由于醛类化合物自身物理化学性质和样品大量基质干扰存在,对它们进行分析和表征特别困难。醛类化合物的分析检测方法主要有传感分析法、电化学法、荧光成像、色谱法、质谱法、色谱-质谱联用法等。基于色谱-质谱的分析技术已成为化学暴露组研究的主要方法之一。化学衍生化,特别是稳定同位素标记衍生化(亦称化学同位素标记)结合液相色谱-质谱(LC-MS)技术能够解决靶向和非靶向代谢组和暴露组分析工作中的诸多问题。化学衍生化联合色谱-质谱的分析策略是复杂体系中醛类精准分析非常重要的解决方案之一。特别是近5年,基于化学衍生化的色谱-质谱分析方法开发与应用已成为醛类分析方法中的热点和亮点。该文主要总结与评述了近5年基于化学衍生化的气相色谱-质谱(GC-MS)和LC-MS最新进展,重点关注生物基质(血液、尿液、唾液、生物组织等)中醛类暴露标志物的分析方法进展。通过探讨标记小分子醛的各种衍生试剂、定性/定量分析方法及应用价值,评述醛类暴露标志物不同分析方法的优缺点以及未来发展趋势,为暴露组学、代谢组学、脂质组学的整合发展和环境生态健康研究提供一定的帮助。为了阐明外源性和内源性醛类化合物在生理和病理事件中所起的复杂作用,需要大力改进研究醛组学(aldehydome)的分析表征技术和工具。随着更先进的质谱仪的研发和使用,以及高效色谱分离和不断进步的生物信息学手段,并同时伴随着单细胞分析、质谱成像的兴起,未来的醛类暴露组分析方法会具有更高的灵敏度、更高的分析通量,更有希望筛选鉴定未知醛类化合物并发现新的暴露组生物标志物。     

膀胱癌血清及尿液代谢组学研究

应用代谢组学研究方法,对与膀胱癌(Bladder cancer,BC)发病相关的生物标志物进行筛选,采用液相色谱-电喷雾质谱(LC-ESI/MS)联用技术对20名膀胱癌患者与24名正常人的血清和尿液进行研究.多变量统计分析结果表明,膀胱癌患者和正常人聚类明显,血清和尿液中分别发现13个潜在标志物.其中,(2E,6E,8E)-二十二碳三烯-1-醇、7-((1S,2S)-2-(庚胺)环己基)庚酸和(11E,14E,17E)-三烯-二十碳-1-醇首次在血清中发现,有潜力成为膀胱癌诊断标志物.液相色谱-质谱联用结合多变量分析的代谢组学研究技术在膀胱癌诊断中展现出巨大潜力.     

阳虚体质者血清和尿液的核磁共振代谢组学

采用基于核磁共振(NMR)的代谢组学方法研究了中医阳虚体质及平和体质(正常对照)的血清和尿液, 分析了阳虚体质的特征代谢物. 实验收集阳虚体质及平和体质各30人的血清及尿液样品, 采用多元统计分析方法研究了阳虚质组和对照组血清和尿液中的内源性代谢差异. 结果表明, 阳虚质血清中乳酸、 极低密度脂蛋白/低密度脂蛋白、N-乙酰糖蛋白、脂肪酸及不饱和脂肪酸的含量降低, 谷氨酰胺、葡萄糖、磷脂酰胆碱及高密度脂蛋白的含量增多; 尿液中肌酐的含量降低, 乳酸、二甲胺、柠檬酸及马尿酸的含量增多. 阳虚体质的潜在生物标志物的发现从代谢组学角度为个体差异提供了新的依据. 阳虚体质与平和体质存在能量代谢、脂代谢及糖代谢的差异以及相关脏腑功能的改变.     

液质联用技术用于复杂混合物体系中小分子化合物的分析

复杂混合物体系中化合物类型多样,理化性质各异,对其组成成分进行定性定量分析一直是分析化学研究的热点问题.液相色谱与质谱联用(liquid chromatography-mass spectroscopy,LC-MS),尤其是超高效液相色谱(ultra-high performance liquid chromatography,UPLC)结合高分辨质谱(high resolution mass spectrometry,HRMS)是复杂样品分析的有力工具.UPLC能够极大程度提高色谱分离能力和效率,为复杂混合物中各组分的有效分离提供保证;HRMS能够提供高精确的分子质量,提高定性定量分析的可靠性和准确性.本文综述了LC-MS技术在分析典型的复杂混合物体系(尿液、血液、细胞代谢物及天然产物提取物)中小分子化合物组分及含量中的应用,主要从样品制备、数据采集、数据(前)处理、目标化合物的定性定量分析及多样本多变量分析(代谢组学分析)用于差异代谢物(生物标志物)的发现等方面展开,并对LC-MS技术用于复杂混合物样品分析当前存在的问题及未来的发展进行了总结和展望     

蛋白质组学方法研究葡萄糖对人血清白蛋白的修饰作用

晚期糖基化终产物是一组由不同种类物质组成的复杂混合物,其与很多疾病相关,如糖尿病及其并发症、肾衰竭以及与老龄化相关等疾病.人血清白蛋白(HSA)是血清中含量最丰富的蛋白质.葡萄糖对血液中的HSA和其它蛋白质的结构具有修饰作用,发生糖基化反应.本文利用LC/MS联用技术,通过蛋白质组学方法,寻找差异肽段,研究糖基化HSA的修饰位点以及修饰种类,对于进一步寻找临床诊断糖尿病以及与老龄化相关疾病的肽类生物标志物具有重要意义.     

基于液相色谱/电喷雾飞行时间质谱技术的结石症尿液代谢组学探讨

探索了一种简便的尿液样品前处理流程,通过反相液相色谱(RPLC)与亲水相互作用色谱(HILIC)相结合的高效液相色谱/电喷雾飞行时间质谱的联用技术(HPLC/ESI-TOFMS),建立了泌尿系结石症的尿液代谢组学模型,研究结石症患者尿液样品中的代谢物浓度水平与健康人对照组间的差异情况。采用主成分分析(PCA)及偏最小二乘法-判别分析(PLS-DA)等多变量数据分析方法,寻找结石症患者组和对照组之间的差异性代谢谱。模型结果显示:结石症患者尿液代谢物水平与健康对照组具有明显差异,寻找其中潜在的差异性标志物群组,有望将该模型用于泌尿系结石症的快速预测和诊断。     

HPLC/ESI-Q-TOF MS鉴定淋巴癌患者尿液中的修饰核苷

尿液修饰核苷反映了机体RNA的代谢速率及细胞增殖状况, 可以作为非常有发展潜力的肿瘤标志物进行研究. 尿液中的修饰核苷采用Oasis®HLB固相萃取柱进行纯化, 利用高效液相色谱与电喷雾质谱联用(HPLC-ESI-MS)、高分辨质谱(HRMS)及串联质谱(MS/MS)技术进行分离鉴定. 对淋巴癌患者尿中修饰核苷研究发现, 9种尿液核苷与标样的信息完全一致, 17种无标样的尿液修饰核苷也被鉴定, 其中包括3-甲基腺苷、7-甲基腺嘌呤、5′-脱氢-2′-脱氧次黄苷、3-甲基鸟嘌呤、O6-甲基鸟苷和7-甲基-1-乙基鸟苷6种未见报道的新尿液修饰核苷. 此方法能在无对照品的情况下快速、准确地提纯、分离和鉴定复杂的生物样品.     

基于HPLC/Q-TOF MS的4种农药联合暴露人群的代谢组学研究

采用基于高效液相色谱-飞行时间质谱联用(HPLC-TOF MS)的代谢组学方法,研究了啶虫脒、高效氯氟氰菊酯、联苯菊酯、甲氨基阿维菌素苯甲酸盐4种农药联合暴露所致的施药人群尿液中内源性代谢物的变化。采集30位农民喷洒4种复合农药前和喷洒农药期1,3,5,7 d的尿液进行检测。提取正常尿液中常见代谢物并通过质控样品评价手段进行分析,结果表明该方法具有良好的稳定性和精密度,可用于尿液中代谢物分析。多变量分析结果表明,暴露人群施药前后尿液的代谢物含量存在较大差异。对选取的36个差异离子进行鉴定,确定了8个生物标志物的结构。结果显示联合暴露组人群尿液中多巴胺、5-羟色胺、酪氨酸、色氨酸、牛磺酸和马尿酸的含量显著下降;犬尿素和肌酸的含量显著上升。4种农药联合暴露导致接触人群尿液中色氨酸代谢途径的中间产物含量降低,肝代谢和能量代谢相关的代谢物蓄积,可能与神经系统和肝脏功能的受损有关。     

尿液代谢组学方法研究人参总皂苷治疗糖尿病心肌病大鼠作用机制

利用基于质谱的代谢组学方法考察了人参总皂苷(TG)治疗糖尿病心肌病(DCM)大鼠的效应机制;建立了糖尿病心肌病大鼠模型,并连续12周口服人参总皂苷,采用快速高分辨液相色谱/四级杆-飞行时间/质谱(RRLC/Q-TOF/MS)技术对糖尿病心肌病模型组(DCM组)和人参总皂苷治疗组(TG组)大鼠尿样的尿液代谢物进行分析,采用主成分分析(PCA)对两组代谢物进行分类,并寻找潜在生物标记物,同时检测心肌病理超微结构、血液生化指标和心肌氧化应激水平。RRLC/Q-TOF/MS检测结果表明,DCM组和TG组大鼠的尿液代谢物谱能得到很好的区分,发现并鉴定了3种生物标记物。TG降低了DCM大鼠心肌超微结构损伤并改善其血脂、血糖及心肌氧化应激水平,代谢组学研究结果表明:作用机制可能是TG对柠檬酸循环、脂肪酸代谢和氧化应激水平的调节作用。     

NEWS——基于色谱-质谱的潜在标志物分子结构鉴定系统方案（I）

在疾病研究中发现新的特异性生物标志物是当前研究的热点和难点。疾病标志物研究的方向正在由单一标志物向多标志物模式转变。代谢组学通过考察生物体系受刺激或基因改变后其代谢产物的变化来发现一系列潜在生物标志物,从而研究生物体系的代谢途径。潜在生物标志物主要通过多变量统计分析方法对样本的LC-MS指纹图谱进行分析得到。     

含磷糖生物缀合物的合成

糖生物缀合物具有许多重要的生物功能.因而,建立化学合成各种新型糖类缀合物的方法,进一步研究其结构与生物功能之间的关系,对于探索其生物学功能具有十分重要的理论意义和实际应用价值.本文通过改进的化学方法合成了56种结构新颖的糖基-1-磷酰氨基酸甲酯衍生物,所有目标化合物的结构均被NMR和MS等方法确认,并研究了它们NMR谱学特征和在质谱中的裂解规律.     

液相色谱-串联质谱法测定尿液中的内源性类固醇激素

建立了液相色谱-串联质谱(LC-MS/MS)测定尿液中的内源性类固醇激素的方法。尿样经葡萄糖醛酸甙酶酶解后进行液-液提取,以甲醇-0.1%甲酸缓冲液(含0.02 mol/L乙酸铵)(体积比为68:32)为流动相,采用Cosmosil C18色谱柱分离,并以三重四极杆串联质谱多反应监测扫描方式对尿样中的脱氢表雄酮(DHEA)、睾酮、表睾酮、雄酮和苯胆烷醇酮等5种激素进行检测。方法的最低检出限为0.01～10 ng/mL,平均回收率为96.7%～106.5%,日内和日间相对标准偏差(RSD)分别小于7%和11%。应用所建立的方法测定了健康志愿者口服DHEA后尿液中内源性类固醇激素的变化情况,结果表明该方法样品处理简便,色谱分离完全,结果准确可靠,可替代气相色谱-质谱法用于体液中内源性类固醇激素兴奋剂的常规分析。     

基于快速高分辨液相色谱串联质谱技术的代谢组学尿液分析方法的建立

采用快速高分辨液相色谱(RRLC)分离系统与QTRAP型及QTOF型MS/MS仪联用技术,通过考察尿液样本前处理方法,优化液相色谱条件和质谱检测参数,建立了用于尿液中代谢物分析的RRLC-MS方法.采用本方法对尿液浓度下的20种代表性代谢物进行了检测,考察了方法的灵敏度和精密度,证明本方法适用于尿液代谢组学的研究.对穿...     

超高效液相色谱-四极杆-静电场轨道阱质谱联用法用于宫颈癌患者尿液代谢组学研究

利用超高效液相色谱-四极杆-静电场轨道阱质谱联用(UHPLC-Q-Orbitrap MS)方法对宫颈癌(Cervical cancer,CC)患者和健康人(Healthy control,HC)的尿液进行分析,研究宫颈癌患者尿液中的潜在标志物,为其发病机制和诊断提供科学依据。筛选11例宫颈癌患者(Age(45.7±5.6)years)及11例健康人(Age(45.9±3.2)years)尿液样本,采用液相色谱-质谱联用技术对尿液进行测定,通过主成分分析(PCA)和偏最小二乘法-判别分析(OPLS-DA)处理数据,结果表明,两组人群代谢轮廓有显著差别,发现并鉴定了12种潜在的生物标志物,提示特定的肿瘤代谢途径中潜在的代谢标志物可能在宫颈癌发生发展中发挥重要作用。     

小儿肺炎患者尿液的代谢组学初步研究

利用液相色谱-质谱联用法对小儿肺炎( Childhood pneumonia, CP)患者和健康儿童( Healthy control)的尿液进行分析,发现小儿肺炎患者尿液中的潜在标记物,为其发病机制及早期筛查提供科学依据。筛选10例小儿肺炎患者(age 47.72±2.35 months)及10例健康儿童(age 46.65±1.97 months)尿液样本,采用快速高分辨液相色谱四极杆-飞行时间质谱联用( RRLC-Q TOF/MS)技术对其尿液代谢物进行分析,通过主成分分析方法( PCA)对两组代谢物进行分类,并发现潜在生物标记物。 RRLC-Q TOF/MS检测表明,CP组和Healthy Control组尿液代谢物图谱能得到很好的区分,并鉴定了5种生物标记物,提示嘌呤代谢、氨基酸代谢可能在小儿肺炎发生发展中有重要作用。     

非小细胞肺癌患者尿中Exosomes蛋白质组的差异表达分析

除血浆之外,尿液是另一种寻找潜在生物标志物的重要生物材料。本研究以200000×g超速离心法分离正常人和非小细胞肺癌(NSCLC)患者尿液中的Exosomes,运用1DSDS-PAGE对Exosomes蛋白质组进行分组,从电泳胶上切取正常组和疾病组的20～31kDa条带,胰蛋白酶酶解后,进行HPLC-CHIP-MS/MS分析,并通过UniProtKB/SWISS-PORT数据库搜索鉴定了24种蛋白质,其中在NSCLC患者尿液Exosomes蛋白质组中发现了8种差异表达蛋白,包括免疫球蛋白κ的3个片段、2种Ras相关蛋白、谷胱甘肽S转移酶A2、血清淀粉样P成分前体和磷脂酰乙醇胺结合蛋白1。     

基于代谢组学研究橙黄决明素对高脂血症大鼠的调脂作用

本文运用代谢组学的研究方法,考察橙黄决明素对高脂血症大鼠血液内源性代谢物的影响,并寻找相关生物标志物。采用高脂饲料喂养的方法建立高脂血症大鼠模型,给予橙黄决明素灌胃治疗。利用气相色谱-质谱(GC-MS)联用技术分析高脂血症大鼠血浆中的代谢物,并使用主成分分析、偏最小二乘-判别分析和随机森林算法,研究大鼠样本在造模前后及橙黄决明素治疗后血浆内源性代谢物的变化情况,结果得到丙氨酸、甘氨酸、L-缬氨酸、异亮氨酸、富马酸、丝氨酸、1,5-脱水山梨醇、亚油酸、硬脂酸和胆固醇10种潜在的生物标志物。研究表明橙黄决明素主要通过影响机体氨基酸及脂肪酸的代谢,从而产生较理想的调脂作用。     

用于N-连接完整糖肽鉴定的糖基化蛋白质组学数据处理方法最新研究亮点北大核心CSCD

蛋白质糖基化与疾病的发生发展密切相关,临床上使用的大多数肿瘤标志物是糖基化蛋白质。在组学层次上进行位点特异性糖型的分析对发现新型疾病标志物、提高基于蛋白质糖基化的精准医学研究水平等具有重要作用。色谱-质谱联用技术在糖蛋白的分离分析研究中得到了广泛的应用。基于液相色谱-串联质谱(liquid chromatography-tandem mass spectrometry,LC-MS/MS)的完整糖肽鉴定已成为研究蛋白质上位点特异性糖链修饰的主要手段,其主要优势在于分析过程中可以同时揭示蛋白位点与糖链修饰的信息,从而在组学层次实现规模化的蛋白糖基化分析。