基于超高效液相色谱联用高分辨质谱自动解析方法的金银花不同加工方式分析

金银花干燥加工方式直接影响其药用价值及经济效益。 采用基于超高效液相色谱联用静电场轨道阱高分辨质谱的非靶向代谢组学技术结合化学计量学自动化数据分析策略,分析了不同加工方式对金银花中化学成分的影响。金银花样品经甲醇-水（8∶2,体积比）溶液超声提取30 min,两次离心后取上清液,以Waters Acquity UPLC HSS T3色谱柱（2.1×100 mm, 1.8 μm）分离,乙腈-水溶液（均含有体积分数0.1%的甲酸）进行梯度洗脱。高分辨质谱选择正离子扫描模式（ESI+）并采用FULL MS/DD-MS2（TOP4）模式完成数据采集。在自动化解析方法软件平台对仪器采集的原始信号直接解析,鉴定出绿原酸、芦丁和异槲皮苜等16种差异性化合物。在化学成分解析的基础上,利用层次聚类分析和主成分分析等方法评价了晒干、阴干、电热烘干、烘房烘干、热泵烘干和真空冷冻干燥这6种加工方式获得的金银花样品品质差异。真空冷冻干燥、烘房烘干和热泵干燥等加工方式能够获得外观特征优质的金银花。在真空冷冻干燥方式下,金银花样品中的抗氧化功能性成分能够得到更好的保存。     

基于超高效液相色谱－串联质谱的不同加工干燥方法下的杜仲代谢组学分析

考察了不同加工干燥方法对杜仲整体代谢产物的影响。分别制备新鲜杜仲、堆置“发汗”、烫泡“发汗”和阴干杜仲样品,进行超高效液相色谱－串联质谱代谢组学分析。通过主成分分析（PCA）、正交偏最小二乘法判别分析（OPLS－DA）等多元统计分析方法,筛选出不同加工干燥方法下杜仲的差异代谢物,比较其相对含量。结果显示,4个组的杜仲样品在PCA得分图中可明显区分。与新鲜杜仲相比,杜仲加工干燥后有170种以上的代谢物发生显著变化,其中超过80%的代谢物表达上调。3种加工干燥方法之间,堆置“发汗”杜仲的上调代谢物数量较多,且有利于木脂素和香豆素类、环烯醚萜类、醌类成分的合成;阴干有利于酚酸类成分的保留,烫泡“发汗”则有利于黄酮类成分的保留。通过比较不同加工干燥方法下杜仲的差异代谢物,为探究杜仲药材的品质形成机制及优选其加工方法提供了科学依据。     

硫酸氧钒毒性的核磁共振代谢组学方法研究

采用基于核磁共振(NMR)的代谢组学方法,结合生化指标分析及组织病理学检测,研究了具有类胰岛素活性的硫酸氧钒(VOSO4)对Wistar大鼠的毒性作用.通过不同剂量的VOSO4对Wistar大鼠连续灌胃给药16d,收集大鼠的血清和尿液,并采集样品的1H NMR谱进行多变量数据统计分析来辨识其特征代谢物,然后采用TICL(a web Tool for automatic Interpretation of Compound List)方法建立特征代谢物的代谢网络模型,分析受影响的主要代谢途径及其相互关系.研究结果表明:高剂量组(45mg/kg)和低剂量组(15mg/kg)的特征代谢物含量与对照组存在明显的差异;与对照组相比,高剂量和低剂量组血清中乳酸、肌氨酸酐以及牛磺酸等代谢物的含量增加,尿液中氧化三甲胺(TMAO)、肌酐、牛磺酸和甘氨酸等代谢物的含量增加,并呈现显著的剂量依赖关系;给药组中乙酸和琥珀酸的含量都降低.这些结果说明VOSO4可能影响大鼠体内的糖代谢、脂类代谢及肠道菌群代谢等多个代谢系统,高剂量的VOSO4会导致肝脏毒性和肾脏损伤.     

硫酸铵提高裂殖壶菌不饱和脂肪酸积累的代谢组学研究

采用基于气相色谱-质谱(GC-MS)联用技术的代谢组学方法,通过分析裂殖壶菌胞内代谢物的变化,研究(NH4)2SO4提高裂殖壶菌不饱和脂肪酸积累的作用机制.利用GC-MS技术对添加0,1.5,2.5和3.5g/L (NH4)2SO4的发酵样品进行分析,结合K-Means算法对数据进行聚类分析,得到胞内代谢物的热图.主成分分析(PCA)和偏最小二乘判别分析(OPLS-DA)得分图可将不同添加条件下裂殖壶菌胞内物质明显区分.运用PLS-DA载荷图及模型的变量重要性因子(VIP)值,发现了7种代谢物可作为区别4种不同条件下的生物标志物.经NIST和Wiley谱库检索,它们分别为葡萄糖、肌醇、甘露醇、果糖、磷酸、乙醇胺、乙胺.代谢途径分析结果表明,(NH4)2SO4是通过弱化糖酵解途径和乙酸合成支路,提高苹果酸酶的活力,强化氨基酸代谢和NADPH的积累,从而提高不饱和脂肪酸积累.     

基于非靶标代谢组学方法研究水稻种子的代谢物轮廓

建立了一种基于气相色谱-质谱联用的非靶标代谢组学方法,研究了不同品种水稻种子之间的代谢物差异。分别考察了3种提取方式及4种提取溶剂对水稻中代谢物提取效率的影响,发现涡旋提取方法及80%甲醇提取可获得较好的结果,该方法具有良好的稳定性和线性。将方法用于3种水稻种子(农大、稻花香、状元)的代谢轮廓分析,结果显示3种水稻的代谢特征不同。相对于农大种子,稻花香种子中脂肪酸(棕榈酸、油酸、亚油酸、硬脂酸)和糖类(葡萄糖、半乳糖、甘露醇)、天冬酰胺、柠檬酸的含量较高,此外,状元种子中乳酸含量也较高;稻花香种子中琥珀酸、果糖,状元种子中的苏氨酸含量低于农大种子。但相对于状元种子,稻花香中乳酸、琥珀酸、硬脂酸、果糖等物质含量较低。该方法可应用于不同品种、不同基因型或不同产地水稻种子的代谢表型分析,为改善水稻产量及质量等研究提供信息。     

基于液相色谱-质谱法的不同花期金银花代谢组学分析

基于液相色谱-质谱(LC-MS)建立了金银花代谢组学分析方法,优化得到最佳提取试剂为甲醇-水(体积比3∶1),并对方法的重复性和精密度进行了考察。结果表明方法的稳定性良好,满足代谢组学分析的要求。通过质量数、保留时间和二级质谱数据对金银花中的初生和次生代谢物进行了定性分析,共鉴别出157个代谢物,包括氨基酸、核苷、脂肪酸、脂质等初生代谢物以及酚酸、黄酮、环烯醚萜苷等次生代谢物。不同花期的金银花代谢组学分析发现,次生代谢物酚酸类、黄酮类和环烯醚萜苷类的含量随着花期的增加而显著下降。初生代谢物中,大部分氨基酸、核苷、氧化脂肪酸的含量显著下降,而大部分的溶血磷脂酰胆碱(Lyso PC)、溶血磷脂酰乙醇胺(Lyso PE)和脂肪酸的含量显著上升。该研究结果可为金银花药效成分代谢调控机制的深入研究及后期种植采收提供理论指导。     

高脂与维生素D缺乏饮食诱导的2型糖尿病小鼠血清和肝脏代谢组学研究

采用高脂与维生素D缺乏(VDD)饮食长期(24周)喂养小鼠,诱导其形成2型糖尿病(T2DM),通过小鼠血清和肝脏代谢组学分析探究了T2DM发生、发展的代谢物和代谢通路变化机制.实验收集小鼠血清和肝脏样品,通过气相色谱-质谱联用技术和硅烷化衍生方法分析得到血清和肝脏代谢轮廓;利用正交偏最小二乘判别分析和非参数检验筛选血清和肝脏代谢组中具有显著性差异的代谢标志物,发现血清样品中乳酸、丙氨酸、甘油、苏氨酸和葡萄糖含量在高脂+VDD小鼠中显著升高,肝脏样品中乳酸、核糖、果糖、葡萄糖、油酸和棕榈酸含量在高脂+VDD小鼠中显著升高.本文还进行了血清和肝脏代谢轮廓整体分析和代谢通路探索,发现高脂+VDD小鼠中三羧酸循环、糖异生、氨基酸以及脂质代谢通量均显著增强,这些代谢路径相互影响共同促进T2DM的发生和发展.本文通过饮食诱导小鼠形成T2DM,得到血清和肝脏代谢物及其代谢通路的变化关系,可为T2DM诊断提供参考信息.     

基于UPLC－QTOF MS的鱼类鳃靶器官代谢组学分析方法研究

针对鱼类鳃靶器官代谢组学研究缺乏准确高效的高通量检测技术的问题,建立了基于超高效液相色谱－飞行时间质谱联用技术（UPLC－QTOF MS）的分析方法。以图谱总峰面积、代谢物数目、相对峰面积的相对标准偏差（RSD）以及葡萄糖、L-亮氨酸、柠檬酸等6种代表性内源代谢物的响应值为指标,考察了不同实验条件对鳃组织中代谢物提取覆盖率、稳定性的影响。结果表明,采用加入样品－试剂比（mg∶μL）为1∶16的预冷甲醇－水（4∶1）低温研磨,并在-20 ℃下低温静置30 min后离心提取的方法时,鳃组织样本可获得最佳的提取效果。对数据采集过程中的色谱、质谱参数进行优化,进一步提高了代谢物的分离效果和信号强度,并利用质量控制（QC）样品进行了方法学考察。该方法具有较好的仪器精密度、方法精密度和样品稳定性,6种不同极性代表性代谢物的相对峰面积RSD均小于10%,可以满足鱼类鳃靶器官代谢组学研究的要求。研究结果为鱼类鳃靶器官的代谢组学研究提供了技术支撑。     

变一次和二次干燥温度对冻干猪主动脉的影响

为了探讨在真空冷冻干燥过程中,干燥阶段温度参数对冻干制品品质的影响,以猪主动脉为研究对象,通过改变一次、二次干燥温度,并结合脱水率、外观形态、力学性能测试等,以期获得最优的温度参数.实验结果表明,当一次干燥温度为-20℃,二次干燥温度为10℃时,冻干样品的综合表现最优.     

基于液相色谱-串联质谱技术的新疆一枝蒿植物代谢组学分析方法研究

药用植物化学成分种类繁多、结构复杂,而传统方法难以获得全面反映其所含成分随时间、品种和生态环境等因素发生的变化信息,因此需要建立系统、全面的分析方法以进行整体物质基础研究。本研究开展了基于液相色谱-串联质谱(LC-MS/MS)技术的新疆一枝蒿植物代谢组学分析方法研究,并将其应用于该植物不同组织器官代谢组的差异分析。重点考察了样品前处理过程中的提取溶剂及比例、复溶溶剂比例、超声时间对非靶向代谢组学研究的影响,以代谢物覆盖度为主要指标选择了最优条件并进行了方法学验证。采用上述前处理方法和LC-MS/MS分析方法,获得了新疆一枝蒿根、茎、枝、叶、花不同组织器官的代谢组信息,并构建多变量统计模型进行分析,发现花与其它组织器官的代谢组存在显著差异。结合数据库检索与化合物质谱裂解规律分析,获得差异代谢物的结构类型,包括61个黄酮类、97个一枝蒿酮酸衍生物、7个绿原酸类化合物及15个其它类型化合物。进一步采用聚类热图分析针对上述180个差异代谢物在各组织器官的分布情况进行表征,初步揭示了各类化合物在不同组织器官的分布特征。本研究不仅为新疆一枝蒿植物化学成分的组织器官分布及其有效成分的合理利用提供了重要信息,同时为药用植物的质量控制、品种改良以及合理开发提供了新的研究策略。     

甲亢患者血清和尿液的核磁共振代谢组学研究

应用基于核磁共振(NMR)的代谢组学方法, 研究甲状腺功能亢进(简称甲亢)患者和健康人群的血清和尿液, 分析甲亢疾病的特征代谢物. 实验收集33个甲亢患者和17个健康志愿者的血清样品以及53个甲亢患者和58个健康志愿者的尿液样品, 采用多元统计分析方法研究甲亢组和对照组血清和尿液中的内源性代谢差异. 结果表明, 甲亢组血清中的胆碱、葡萄糖和三甲胺等物质的含量升高, 而VLDL, LDL和胆固醇等脂质以及乳酸、糖蛋白和丙氨酸等代谢物的含量下降; 甲亢组尿液中的葡萄糖、柠檬酸、牛磺酸以及肌氨酸等代谢物的含量升高, 而马尿酸、TMAO、甲酸和琥珀酸等代谢物的含量下降. 结果表明, 甲亢病不仅影响了糖类、脂类和蛋白质三大物质的代谢, 还对能量代谢、肝肠循环和肠道微生物等多个生理系统产生显著影响, 并且可能造成肝脏及肾脏等器官的损伤.     

基于UPLC/Q-TOF MS的糖尿病尿液代谢组学研究

利用超高效液相色谱-飞行时间质谱联用开展糖尿病尿液代谢组学研究。尿液样品经稀释过滤后进样分析,对采集的谱图进行峰提取、峰匹配和过滤后,采用主成分分析的偏最小二乘-判别分析进行数据分析。结果发现,糖尿病人较正常人尿液的代谢表型发生了显著变异,主成分分析得分散点图中健康对照组与患病组分类良好;根据谱库共筛选了18个表征标记物,对其中14个进行了结构鉴定。糖尿病患者尿液中的糖、脂、氨基酸等代谢通路均发生了紊乱,在糖类代谢物中,钠葡萄糖醛酸含量明显高于正常对照组;在脂肪酸类物质中,20-羧基花生四烯酸、棕榈酸及磷脂酰肌醇在糖尿病患者尿液中含量高于正常对照组;氨基酸类代谢物中,酪氨酸、N-β-丙氨酰-L组氨酸、色氨酸含量较正常人低,戊二酸、烟酰甘氨酸、天冬氨酸、苯丙氨酸等含量升高。     

真空冷冻干燥制备高比表面积纳米氧化铝

采用真空冷冻干燥技术结合反相微乳液法, 于环己烷/聚乙二醇辛基苯基醚(曲拉通X-100)-十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)/正丁醇/水溶液体系中, 合成了纳米Al2O3粉体. 采用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射(XRD)及比表面积与孔隙度分析仪对产物的形貌、结构、比表面积、孔容与孔径进行了表征. 经过煅烧, 该纳米Al2O3比表面积约550.0 m2·g-1(随反应参数不同而变化), 属γ-Al2O3晶型, 粒径均匀, 颗粒直径小于10.0 nm. 考察了不同的干燥方式(电热鼓风干燥、普通真空干燥、真空冷冻干燥)以及真空冷冻干燥过程中主要参数对产物比表面积、孔容、平均孔径等物理性质的影响. 结果表明, 采用真空冷冻干燥法制备的纳米Al2O3的比表面积和孔容远高于采用另外两种干燥方式制备的纳米Al2O3. 采用真空冷冻干燥法制备纳米Al2O3时, 降温速率、预冻时间、冻干时间等参数对最终制备的产物比表面积与孔结构有显著影响.     

基于核磁共振代谢组学技术比较不同产地铁棍山药的化学成分差异

该研究阐明了不同产地铁棍山药中化学成分的差异,为道地山药的产地鉴别提供了理论依据。利用核磁共振氢谱（1H NMR）对铁棍山药进行分析,指认、归属了图谱中的30种主要代谢物后,通过主成分分析（PCA）、正交偏最小二乘法判别分析（OPLS－DA）对7种不同产地铁棍山药中的化学成分进行了比较。结果显示,温县垆土山药中精氨酸的含量最高,蔗糖含量最低,孟州垆土山药中苏氨酸、谷氨酰胺的含量最高;温县沙土山药的丙氨酸和苹果酸含量最高,武陟沙土山药的尿囊素含量最高;沙土地的铁棍山药中2-羟基异丁酸的含量均高于垆土地山药。7种铁棍山药葡萄糖和果糖的变量重要性投影（VIP）均小于1.0,并不是主要成分。液相色谱检测蔗糖、柠檬酸、苹果酸的结果与OPLS－DA载荷图结果一致;7种铁棍山药的葡萄糖和果糖含量均低于液相色谱检出限（2.0 mg/g）,表明可以利用葡萄糖、果糖的含量和葡萄糖显色试剂鉴别铁棍山药是否为道地怀山药。     

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。     

基于核磁共振氢谱代谢组学研究黄连解毒汤对胰岛素抵抗大鼠棕色脂肪组织代谢组的影响

采用基于核磁共振氢谱(¹H NMR)的代谢组学方法, 研究了黄连解毒汤(HJD)对高果糖诱导胰岛素抵抗大鼠模型棕色脂肪代谢组的影响. 选取Wistar大鼠32只, 适应7 d后随机分为正常对照组、 模型组、 阳性药物对照组和黄连解毒汤组, 每组8只. 正常对照组给予纯净水喂养, 其它3组给予100 g/L的果糖水喂饲. 28 d后, 4组大鼠除了继续给予100 g/L的果糖水喂养外, 阳性对照组和黄连解毒汤组同时分别给予阿托伐他汀10 mg/(kg·d)和HJD水煎剂3.175 g/(kg·d)灌胃, 正常对照组和模型组给予一定体积的生理盐水灌胃, 整个实验持续56 d. 取各组大鼠棕色脂肪组织(BAT), 采集各组组织提取液的¹H NMR谱, 运用主成分分析法(PCA)分析. 与正常对照组相比, 在模型组中乳酸、 胆碱、 磷脂胆碱/甘油磷脂胆碱、 肌酸/肌酸酐、 牛磺酸和肌苷的含量升高, 脂质含量降低; 黄连解毒汤组逆转了模型组中上述各代谢物的变化, 且引起肌醇升高, 均具有统计学意义. 实验结果表明, 黄连解毒汤能够逆转机体能量代谢、 减轻细胞膜受损以及降低肝肾损伤, 初步阐明了黄连解毒汤对胰岛素抵抗状态下棕色脂肪组织代谢的调控作用.     

松花粉干预卵巢早衰大鼠肝脏的广泛靶向代谢组学分析

卵巢早衰是妇科领域的常见病,中医认为卵巢早衰与肝肾的正常与否息息相关,通过药食两用物质对肝脏代谢的调理是治疗卵巢早衰的一种重要手段。该研究基于超高效液相色谱-三重四极杆质谱(UHPLC-MS/MS)建立的广泛靶向代谢组学技术,探讨破壁松花粉对环磷酰胺诱导的卵巢早衰模型大鼠肝脏代谢的影响,旨在通过测定对照组、模型组、雌激素阳性对照组及施以不同剂量的松花粉干预组的SD大鼠肝脏组织中代谢物的含量变化,结合主成分分析(PCA)、正交偏最小二乘判别分析(OPLS-DA)等多元统计方法揭示松花粉干预卵巢早衰大鼠肝脏代谢的作用机制。通过正、负离子模式共检测出687种肝脏代谢物,PCA与OPLS-DA显示环磷酰胺诱导的模型组能够与对照组、阳性对照组、松花粉干预组等组别之间的代谢物较好的分离。通过单变量分析中的t检验(p<0.05)、变异倍数(FC>2或<0.5)与多变量分析中变量投影重要性(VIP值)>1相结合对差异代谢物进行筛选。与对照组相比,模型组SD大鼠肝脏中的32个生物标志物含量显著升高,28个生物标志物含量显著降低,主要涉及α-亚麻酸代谢、维生素B6代谢、嘌呤代谢、赖...     

蜂蜜中糖的薄层展开剂的研究与应用

 建立了蜂蜜中糖的薄层色谱分析法。色谱条件:冰醋酸-氯仿-95%乙醇(体积比为21∶23∶15)为流动相,固定相为涂布于薄层板上的硅胶G-0.2 mol/L 醋酸钠溶液。对多个蜂蜜样品和果糖、葡萄糖、蔗糖标准品进行上行展开,并用苯胺-二苯胺-磷酸显色剂显色。结果表明:真蜜图谱上出现5个色斑,其中果糖呈火红色,葡萄糖呈纯蓝色,蔗糖呈紫色,麦芽糖和多聚葡萄糖呈蓝色。将样品色斑的颜色、深浅度和Rf值与标准糖进行比较,能判断蜂蜜中的还原糖总含量和蔗糖含量,同时也能了解其他少量多糖的存在情况。通过与真蜜图谱比较,     

微酸量消化-石墨炉原子吸收光谱法测定大鼠组织中的钴

建立了微酸量消化 测定少量生物组织样品中钴含量的石墨炉原子吸收法 ,并测定了饮用水中不同浓度钴对大鼠各组织器官中钴含量的分布影响。组织样品于 110℃烘干 1h ,全血样品 6 0℃烘箱过夜干燥 ,在80℃水浴下HNO3 H2 O2 顺序消解 1h。消化后的组织样液 ,与加入 10 0 μL 1%Pd(NO3 ) 2 溶液的全血消化液 ,均用超纯水稀释到 10 0 0 μL。D2 灯校正背景 ,样品基体匹配标准曲线法测定。本法相对标准偏差 <5 % ;回收率为 88.6 %～ 98.1% ;方法检出限 (3σ) :全血 0 .0 3μg/L ,组织 0 .0 3ng/ g。测定结果表明 :各器官对低浓度范围的无机钴吸收缓慢 ,有一定的缓冲作用。但饮用水钴浓度达到mg/L级时 ,各器官钴含量会急剧升高。影响最小的是脑组织 ,最大的是肝组织。     

同时测定水溶液中葡萄糖、果糖和蔗糖的近红外光谱法

通过对27个葡萄糖、果糖和蔗糖水溶液的混合体系进行近红外光谱分析，建立了葡萄糖、果糖和蔗糖含量测定的偏最小二乘法(PLS)模型；葡萄糖、果糖和蔗糖的线性范围分别为0—300g/L、0—200g/L、0—300g/L，模型校正集的标准误差(SEC)分别为1．4、1．8、1．4g/L；用该模型对6个样品进行分析，葡萄糖、果糖和蔗糖含量测定的相对标准偏差(RSD)分别为1．2％、2．6％和1．8％。