基于液相色谱-质谱联用技术的肺癌细胞代谢组学分析

通过高效液相色谱-四极杆飞行时间质谱(HPLC-Q-TOF/MS)分别对肺癌细胞与正常细胞的极性与非极性代谢物进行指纹图谱分析,进一步应用偏最小二乘判别分析(PLS-DA)对代谢组学数据进行多维统计分析。研究结果显示,与正常细胞相比,肿瘤细胞存在异常的蛋白质、脂肪酸、磷脂代谢,并发现31种对分类有显著贡献的代谢小分子物质。通过本研究,建立了基于液相色谱-质谱联用技术的肺癌细胞代谢组学分析方法,发现了肺癌潜在疾病标记物,可为肺癌分子标记物的发现及其早期诊断提供新思路和新方法。     

基于超高效液相色谱-四极杆飞行时间质谱的缺血性脑卒中的代谢组学研究

采用基于超高效液相色谱-四极杆飞行时间质谱的代谢组学方法,研究缺血性脑卒中患者和健康人群的血浆,分析了缺血性脑卒中的生物标志物.实验收集30例缺血性脑卒中患者和17例健康志愿者的血浆样品,采用主成分分析和正交偏最小二乘判别分析,研究了缺血性脑卒中患者组和健康对照组血浆中的代谢物差异,并进行了代谢通路分析.实验结果表明,患者组血浆中的二氢神经鞘氨醇、植物鞘氨醇等物质含量升高,谷氨酰胺、焦谷氨酸和2-酮丁酸等物质含量降低.结果表明,脑卒中不仅影响了鞘脂类和氨基酸的代谢,还对能量代谢产生了显著的影响.     

基于超高效液相色谱-四极杆飞行时间质谱联用技术的血瘀模型大鼠血浆代谢组学分析

采用盐酸肾上腺素加冰水浴建立急性血瘀大鼠模型，使用超高效液相色谱-四极杆飞行时间质谱（UPLC-Q-TOF/MS）检测空白对照组与血瘀模型组中血浆代谢物，用主成分分析（PCA）、有监督偏最小二乘法判别分析（PLS-DA）及正交偏最小二乘法判别分析（OPLS-DA）对代谢组学数据进行多维统计分析，筛选潜在生物标志物。与对照组相比，在血瘀模型组大鼠血浆中检测出46个差异代谢物，血瘀模型组中乙酰胆碱、N6，N6，N6-三甲基-L-赖氨酸、胞嘧啶、乙酰肉碱等21个代谢物显著上调，吲哚丙酸、LysoPC（14：0）等25个代谢物显著下调，可能与脂质代谢、半乳糖代谢、亚油酸代谢、不饱和脂肪酸生物合成、糖酵解、花生四烯酸代谢等通路有关。代谢产物可作为血瘀证研究中的重要标记物，该研究结果有助于揭示血瘀证的发病机制，可为临床血瘀疾病的诊断及选用药物治疗提供思路，为后续治疗手段提供参考依据。     

基于液相色谱-质谱联用系统的系统性红斑狼疮患者血浆代谢组学分析

应用快速分离液相色谱-串联四极杆飞行时间质谱(RRLC-Q-TOF/MS)系统对系统性红斑狼疮(SLE)患者血浆样本进行代谢指纹图谱的分析。分别应用监督模式识别方法正交信号校正结合偏最小二乘法-判别分析(OSC-PLS-DA)对代谢组数据进行处理,结果显示SLE患者与健康人群对照组的代谢指纹存在明显差异;进一步从SLE患者血清代谢图谱中筛选出10个对分类有显著贡献的离子,定性鉴定出7种代谢标志物,发现SLE患者存在异常的氨基酸、磷脂和卟啉的代谢状态。本研究可为SLE的监测和诊断以及SLE发病的分子基础研究提供科学依据。     

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...     

基于快速高分辨液相色谱-质谱的中波紫外线辐射诱导大鼠急性光损伤的代谢组学研究

利用快速高分辨液相色谱-四极杆-飞行时间质谱( RRLC-Q-TOF-MS)联用技术结合多元统计分析方法,考察在中波紫外线( Ultraviolet B, UVB)辐射前后,大鼠尿液中内源性代谢物谱的变化,研究UVB辐射导致急性光损伤的生理机制。急性光损伤大鼠模型由窄谱中波紫外线光源(TL-01,峰值312 nm)照射,采用离心沉降后四倍稀释法处理尿液样本, Supelco Ascentis? Express C18色谱柱,水(含0.1％甲酸)与乙腈为流动相梯度洗脱,液相色谱-串联质谱分析测定。利用主成分分析( PCA)法、聚类分析( CA)法等对辐射前后的大鼠尿液样本进行代谢轮廓分析,寻找对分组贡献大的差异代谢物及通路,并阐明其作用机制;运用偏最小二乘判别分析( PLS-DA)法建立预测模型,考察此模型在UVB致光损伤模型诊断上的预测能力。多元统计分析结果显示,空白对照组与UVB模型组能够获得很好地区分,通过将差异代谢物与数据库、串联质谱数据及标准品比对,发现并鉴定出11种潜在生物标记物,表明UVB辐射可影响正常大鼠的鞘脂类代谢、核酸代谢、亚油酸代谢、氨基酸代谢等通路,这些差异代谢物对UVB辐射致光损伤类疾病的诊断具有较好的预判能力。     

基于液相色谱-质谱联用技术的代谢组学分析方法研究进展

代谢组学是研究小分子代谢物的有用工具,能够直接反映生命体终端和表型信息,在精准医学和转化医学中发挥着重要作用。色谱-质谱联用技术具有灵敏度高、选择性好、动态范围宽、信息丰富等优点,已成为代谢组学研究的主要技术平台。代谢组学分析方法的创新与进展是代谢组学在各领域广泛应用的重要前提。该文综述了近5年来基于液相色谱-质谱联用技术的代谢组学分析方法取得的成果,并对目前存在的问题及发展前景给予展望。综述引用文献81篇。     

基于液相色谱-质谱技术的代谢组学分析方法新进展

液相色谱-质谱联用技术是代谢组学研究领域的主要技术平台之一,近年来基于液相色谱-质谱联用技术的代谢组学分析方法获得了巨大发展。本文结合本研究组在代谢组学方面的研究成果,综述了近年来液相色谱-质谱联用技术在代谢组学分析方法方面的新进展,并对其发展前景进行了展望。综述引用文献41篇。     

基于液相色谱-质谱联用技术的心肌缺血大鼠血清和心肌组织代谢组学

采用异丙肾上腺素诱导心肌缺血大鼠模型,使用液相色谱-质谱法检测血清和心肌中的内源性成分,应用软件对已鉴定的40余种目标成分进行靶向提取,用主成分分析(PCA)、有监督偏最小二乘法判别分析(PLS-DA)对代谢组学数据进行多维度统计分析,筛选潜在生物标志物。与对照组相比,在心肌缺血模型组大鼠血清、组织中检测出18个差异代谢物,涉及精氨酸和脯氨酸代谢、甘氨酸、丝氨酸和苏氨酸代谢、谷氨酰胺和谷氨酸代谢、牛磺酸和亚牛磺酸代谢等多条代谢通路。代谢产物可作为心肌缺血研究中的重要标志物,该研究结果有助于揭示心肌缺血的发病机制,可为临床疾病诊断提供思路。     

气相色谱-质谱和液相色谱-质谱联用方法用于口腔癌代谢组学分析

口腔癌的发病率占全身恶性肿瘤的第6位,正确区分正常状态与良性和恶性口腔肿瘤,是恰当选择治疗方案的关键所在。本研究中,首先利用液相色谱-质谱和气相色谱-质谱联用方法分别得到健康人、良性口腔肿瘤患者和恶性口腔肿瘤患者血浆、尿液和唾液的代谢轮廓,然后应用正交信号校正的偏最小二乘法进行多变量统计分析。结果表明健康人、良性肿瘤患者和恶性肿瘤患者在血浆、尿液和唾液等3种体液代谢中都可以被区分开,而且找到和鉴定出19个重要差异代谢物。相关代谢通路分析显示,与健康人相比,良性和恶性口腔肿瘤患者都存在能量代谢紊乱和脂类代谢失衡的现象,但恶性口腔肿瘤患者还表现出三羧酸循环和肌醇代谢异常,这为临床诊断及治疗提供了重要信息。     

基于超高效液相色谱-四极杆飞行时间高分辨质谱的高通量血清代谢组学方法

采用超高效液相色谱-四极杆飞行时间高分辨质谱(UPLC-QTOFMS)联用技术, 对血清前处理进行了考察和优化, 并对液-质联用分析条件进行了优化, 旨在建立用于血清中广谱小分子代谢物分析的高通量强耐用代谢组学方法, 以期满足大批次生物样本数代谢组学研究的要求(样本数≥400个). 通过考察不同有机溶剂沉淀蛋白对血清中蛋白的去除程度及38个代表性标准品化合物的提取效果, 确定采用甲醇/乙腈(体积比1: 9)沉淀蛋白法. 血清和有机溶剂的体积比不小于1: 4时, 达到最佳的沉淀蛋白处理效果, 符合大批量样本测试的要求; 预先冷藏沉淀蛋白的有机溶剂, 涡旋2 min, 超声1 min, 加入有机溶剂后冷冻静置10 min, 可以进一步提高前处理沉淀蛋白和化合物提取的效果. 通过对不同流动相体系和梯度条件的考察, 对液-质联用分析条件进行了优化. 方法学考察结果表明, 本方法重现性、 精密度及稳定性均良好. 对重现性和48 h稳定性数据进行变异系数分析和主成分分析法的多维分析, 证明本方法在代谢组学研究中的可重复性及所得数据的可靠性. 本方法高通量强耐用, 每天可测定100多个血清样本(13 min测定1个样本), 适用于代谢组学研究, 特别是大批次生物样本的代谢组学研究.     

基于气相色谱-质谱联用与液相色谱-质谱联用的非靶向代谢组学用于3类茶叶中化学成分分析（英文）

茶叶中的化学成分是构成其风味特征的物质基础。本研究建立了基于气相色谱-质谱联用和液相色谱-质谱联用的非靶向代谢组学方法。完成预处理及分析条件优化后,使用标准样品考察方法的线性、回收率及重复性,结果表明方法整体稳定且结果可靠。将该方法用于绿茶、乌龙茶和红茶中化学成分的分析。通过超声辅助溶剂提取及气相色谱-质谱联用分析共获得1812个特征峰,而使用加热溶剂提取及液相色谱-质谱联用分析可获得2608个特征峰。结合保留规律及质谱数据库,共定性173种化合物(109种随后经标准样品验证),其中只有9种化合物在上述两类分析中被同时检出,表明方法互补性良好。3类茶叶数据的偏最小二乘判别分析结果表明,三者间存在显著差异。结合模型的变量重要因子(VIP)与非参数检验共筛选出90种化合物,其中包含儿茶素、氨基酸、糖、有机酸和黄酮苷类等众多与茶叶滋味密切相关的化学成分。     

基于超高效液相色谱-质谱的胶质瘤患者血浆代谢组学研究

采用超高效液相色谱-四极杆-静电场轨道阱质谱(UHPLC-Q-OrbitrapHRMS)技术对胶质瘤患者和正常对照人群的血浆进行代谢轮廓分析,筛选胶质瘤代谢标志物,为其发病机制阐明和临床早期诊断提供科学依据。通过对UHPLC-Q-OrbitrapHRMS采集得到的谱图进行峰识别、峰匹配和去噪等处理后,应用主成分和正交偏最小二乘-判别分析法对代谢组学数据进行统计分析,筛选VIP1.0及P0.05的差异代谢物,并进一步对其诊断能力进行评价。结果显示,胶质瘤患者的血浆代谢轮廓发生明显变化,发现并鉴定得到10个差异代谢物,其中亮氨酸、缬氨酸、色氨酸、胆碱和牛磺酸在胶质瘤患者血浆中含量降低,组氨酸、柠檬酸、乳酸、肌酸和丙酮酸含量升高,与正常对照组比较具有显著性差异(P0.05),提示氨基酸和能量等代谢异常可能对胶质瘤的发生发展具有重要影响。此外,各差异性代谢物对胶质瘤均显示出较好的诊断能力(AUC0.8),可作为潜在诊断标志物。     

基于液相色谱-质谱联用技术的代谢组学方法在细胞种属分类中的应用

细胞内的代谢产物可以反映细胞的生理状态。为了考察基于胞内代谢物的指纹图谱对不同种属细胞进行区分的可行性,利用基于超高效液相色谱-高分辨飞行时间质谱(UPLC-TOF MS)技术的代谢组学方法对5种不同来源的细胞进行分类,获得了小分子代谢产物的差异表达谱,并采用主成分分析(PCA)数据处理方法对各类细胞进行模式识别。研究结果表明,不同的细胞种属之间均能呈现显著性差异。该研究可从分子水平对细胞种属进行分类,为细胞种属的鉴定与评价提供了一种新的技术方法,为细胞组学的深入研究提供了一种潜在的、非常具有应用前景的技术手段。     

基于液相色谱联合离子阱-飞行时间质谱技术的海洛因滥用成瘾大鼠血清代谢组学研究

建立海洛因成瘾动物模型,研究海洛因成瘾大鼠血清代谢物变化,寻找其潜在的标志物。实验动物设成瘾组和空白对照组,运用液相色谱联合离子阱-飞行时间质谱(LC/MS-IT-TOF)分析方法研究海洛因成瘾对大鼠血清代谢变化的影响。分别采用主成分分析(PCA)、偏最小二乘法-判别分析(PLS-DA)分析成瘾组和正常对照组之间的代谢差异。结果表明成瘾组和对照组大鼠在血清代谢水平上具有明显差异,经统计学分析初步筛选出26个潜在的生物标记物的质荷比。海洛因成瘾代谢组学研究具有一定的可行性,代谢组学在判定海洛因成瘾与否方面具有一定的潜在价值。     

基于液相色谱-质谱联用技术的妊娠期糖尿病患者脐带血代谢组学网络分析

妊娠期糖尿病（GDM）患病率呈现逐年上升的趋势，探究其对母婴之间代谢影响变得尤为重要。该研究基于液相色谱-质谱的代谢组学技术，分析GDM条件下脐带血血清代谢组的变化。采用正交偏最小二乘判别分析模型（OPLS-DA）与网络模型结合进行分析。结果表明代谢标志物花生四烯酸（AA）为关键代谢网络节点。通路分析显示，GDM会引起不饱和脂肪酸代谢异常，而该通路变化可能是GDM影响母婴代谢的重要分子机制。该文建立的代谢组学网络分析方法为研究GDM母婴间代谢变化提供了新的思路。     

基于液相色谱-质谱联用技术的代谢组学方法研究薄荷烟对大鼠代谢的影响

将基于液相色谱-质谱联用(LC-MS)技术的代谢组学分析平台用于薄荷烟对大鼠代谢影响的研究。分析了3组大鼠的尿样,包括对照大鼠、吸食普通烟大鼠和吸食薄荷烟大鼠,并采用主成分分析(PCA)方法对数据进行模式识别。PCA得分图表明吸食薄荷烟大鼠与对照组大鼠尿样的代谢差异要小于吸食普通烟大鼠。从PCA载荷图中找到并鉴定了犬尿喹啉酸等8种重要代谢物。通过考察代谢物在对照大鼠、吸食薄荷烟大鼠和吸食普通烟大鼠尿样中的相对含量变化,进一步说明了烟草中添加薄荷醇可减少烟草对大鼠代谢的影响。     

基于拟靶向液相色谱-质谱联用的胃癌患者血清代谢组分析

胃癌是一种高发的恶性肿瘤,是癌症相关死亡的第二大病因。早期筛查是提高患者生存率的有效手段,但目前临床上尚缺乏实现胃癌无创筛检的可靠标志物。本研究采用了基于液相色谱-质谱联用的拟靶向代谢组学方法分析了20例胃癌患者及40例正常人血清代谢组,以期发现新的潜在代谢标志物。代谢组数据的主成分分析和偏最小二乘法数据分析结果显示,胃癌患者与健康人群的血清代谢组存在明显的差异,结合非参数检验进一步筛选并定性出57个差异代谢物。其中二氢胆固醇经验证组样本验证,具有成为胃癌代谢标志物的潜力。本研究在发现胃癌的潜在代谢标志物的同时,也为胃癌患者代谢分型提供了重要的科学依据。     

超高效液相色谱-质谱联用技术在药物肝损伤代谢组学研究中的应用

药物引起的肝损伤是全世界关注的健康问题,药源性肝损伤的早期诊断仍然是临床治疗肝损伤的一大难题。本研究中,首先利用对乙酰氨基酚、四氯化碳、大黄素、雷公藤甲素和马兜铃酸构建不同类型的肝细胞损伤模型,利用超高效液相色谱-质谱联用技术(UPLC-MS)分别得到正常组和损伤组的细胞代谢轮廓谱。然后利用模式识别构建分类模型,筛选肝损伤相关的差异代谢物。结果显示,不同类型肝损伤在肝细胞代谢谱上可以被区分开,最终鉴定出14种差异代谢物。损伤组肝细胞经保肝阳性药联苯双酯干预后,差异代谢物水平均趋向于正常组,在一定程度上验证了差异标志物与肝损伤的相关性。实验结果表明细胞代谢组学是研究药物肝损伤的有效工具之一。     

基于超高效液相色谱-四极杆-静电场轨道阱质谱的结直肠腺瘤患者血清代谢组学研究

采用超高效液相色谱－四极杆－静电场轨道阱质谱结合主成分分析、正交偏最小二乘判别分析对46例结直肠腺瘤患者（年龄57.8 ± 10.7岁）和45例健康人（年龄54.4 ± 8.2岁）的血清样本进行分析,通过变量权重投影分析和火山图筛选结直肠腺瘤患者血清中的代谢标志物,利用受试者工作特征曲线（ROC）验证代谢标志物的诊断能力。结果表明,两组血清的代谢轮廓有显著差异,筛选并鉴定了20个生物标志物,涉及缬氨酸、亮氨酸和异亮氨酸合成,花生四烯酸代谢、α-亚麻酸代谢、亚油酸代谢、氨酰-tRNA合成、鞘脂代谢、甘油磷脂代谢、色氨酸代谢,其生物标志物16-羟基棕榈酸、花生四烯酸、肌酸、缬氨酸、亮氨酸、色氨酸、α-亚麻酸、牛磺鹅脱氧胆酸、LysoPC（20∶3）的ROC曲线面积（AUC）均大于0.90,特异性与灵敏度较高,对于结直肠腺瘤筛查具有较高的诊断价值和临床应用潜力。研究结果可为基于代谢组学的结直肠腺瘤筛查提供参考资料。