色谱-质谱联用技术在中药代谢组学研究中的应用

代谢组学是研究生物体被扰动后其代谢产物种类、数量及变化规律的科学,研究理念与中医药理论的整体、动态观念非常一致,目前很多工作已将代谢组学应用于中药药效物质基础、作用机制、复方及配伍规律等研究中,有望推动中医药现代化进程。色谱-质谱联用技术是代谢组学的主要分析技术平台,该文综述了近3年来色谱-质谱联用技术在中药代谢组学研究中的应用,重点介绍不同分离技术的特点及最新进展,并讨论了其存在的问题。     

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。     

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。     

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。     

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北大核心CSCD

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。     

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-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。     

基于色谱-质谱联用的新型有机污染物分析方法与技术

新型有机污染物是目前国内外关注的热点。在发现和分析新型有机污染物方面色谱-质谱联用技术发挥着至关重要的作用。本文对5类新型有机污染物(全氟化合物、药物、饮用水消毒副产物、农药转化产物和新农药、溴化阻燃剂)的主要色谱-质谱联用技术进行了介绍和评价,并对色谱-质谱联用的发展趋势进行了展望。     

Application of ethyl chloroformate derivatization for gas chromatography-mass spectrometry based metabonomic profiling

A new combined gas chromatography and mass spectrometry (GC-MS) method has been developed suitable for the urine sample treatment in aqueous phase with ethyl chloroformate (ECF) derivatization agents. The method has been extensively optimized and validated over a broad range of different compounds and urine samples. Analysis of test metabolite derivatives, containing spiked standards, or rat urine exhibited acceptable linearity, satisfactory intra-batch precision (repeatability) and stability, relative standard deviations (R.S.D.) less than 10 and 15% within 48 h, respectively. The quantification limits were 150-300 pg on column for most metabolites. Recovery of several representative compounds, at different concentrations, ranged from 70 to 120%, with R.S.D. better than 10% for rat urine. We were able to generally eliminate potentially confounding variables such as medium complexity, different urea concentrations, and/or derivatization procedure variability. Metabonomic profiling of 1,2-dimethylhydrazine (DMH)-induced precancerous colon rat urine using GC-MS with ECF derivatization was performed to evaluate the proposed method. The analytical variation of the method was smaller than the biological variation in the rat urine samples, proving the suitability of the method to analyze differences in the metabonome of a living system with perturbed metabolic network. Thus, the proposed GC-MS analytical method is reliable to analyze a large variety of metabolites and can be used to investigate human pathology including disease onset, progression, and mortality.     

Imatinib metabolite profiling in parallel to imatinib quantification in plasma of treated patients using liquid chromatography-mass spectrometry

Besides affecting the systemic bioavailability of the parent drug, drug metabolizing enzymes (DMEs) may produce bioactive and/or toxic metabolites of clinical interest. We have investigated the capability to analyze simultaneously the parent drug and newly identified metabolites in patients' plasma by liquid chromatography coupled to tandem mass spectrometry (LC-MS/MS). The anticancer drug, imatinib, was chosen as a model drug because it has opened a new area in cancer therapy and is given orally and chronically. In addition, resistance and rare but sometimes severe side effects have been reported with this therapy. The quantification of imatinib and the profiling of its metabolites in plasma were established following three steps: (1) set-up of a generic sample extraction and LC-MS/MS conditions, (2) metabolite identification by LC-MS/MS using either in vitro incubations performed with human liver microsomes (HLMs) or patient plasma samples, (3) the simultaneous determination of plasma levels of imatinib and 14 metabolites in the plasma samples of 38 patients. Partial or cross method validation has been done and revealed that precise determinations of metabolite levels can be performed whereas pure standards are not available. Preliminary results indicate that the disposition of imatinib and its metabolites is related to interindividual variables and that outlier metabolite profiles can be revealed. This article underscores that, in addition to usual therapeutic drug monitoring (TDM), LC-MS/MS methods can simultaneously record a complete drug metabolic profile enabling various correlation studies of clinical interest.     

利用代谢组学技术研究全氟辛酸的人肝脏毒性机制

采用超高效液相色谱-飞行时间质谱联用系统研究暴露于不同浓度全氟辛酸(PFOA)72 h的正常人L-02肝细胞内代谢谱的变化。将主成分分析法用于数据分析和生物标志物的初步筛选。在正离子和负离子扫描模式下,对照组和暴露组均可得到较好区分并呈现出明显的剂量-效应关系,筛选鉴定了18种与全氟辛酸毒性密切相关的潜在生物标志物,包括肉碱和酰肉碱、核苷及其同源物、氨基酸及其同源物等。在暴露组中,在脂肪酸代谢中起关键作用的肉碱类代谢物的含量变化显著,其中肉碱含量随剂量的升高呈现明显的下降趋势,而酰肉碱则呈现相反的变化趋势,表明全氟辛酸可通过诱导胆固醇等脂类物质代谢相关基因的异常表达从而扰乱胆碱类物质的正常合成和代谢。除了变化最显著的胆碱代谢通路之外,全氟辛酸的肝脏毒性还与三羧酸循环、嘌呤代谢、氨基酸代谢和核酸代谢等多个通路相关。这些结果表明,PFOA在体内经过长时间累积可通过干扰众多的代谢通路从而破坏人体的正常生理机能,造成潜在的健康危害。     

基于柱前衍生-超高效液相色谱-质谱联用技术的植物提取液中氨基化合物代谢谱分析

氨基化合物在植物生长发育中起着重要作用。本文建立了一种基于柱前衍生-超高效液相色谱-质谱联用技术的植物提取液中氨基化合物代谢谱的分析方法。以烟草鲜叶为例,共检测出87种氨基化合物。其中43种氨基化合物的定量分析结果表明,方法的线性相关系数在0.993~0.999之间,线性范围可达到4个数量级,检出限为0.03~6.58 ng/mL,日内、日间精密度分别为0.7%~15.6%、0.8%~22.9%,回收率为74.4%~122.7%。采用该方法考察了打顶对不同部位烟草鲜叶中氨基化合物代谢谱的影响,结果显示打顶处理对上部叶影响最大,打顶后上部叶氮代谢主要流向生物碱合成方向。该方法充分利用了三重四极杆串联质谱和高分辨串联质谱技术的优势,可实现植物提取液中氨基代谢物的高选择性、高灵敏度分析。     

基于液相色谱-质谱联用的代谢组学研究中代谢物的结构鉴定进展

基于液相色谱-质谱联用的代谢组学技术因其高效分离能力和高灵敏检测能力已成为生命科学研究的重要手段,但由于缺乏有效的通用标准谱图库,检测到的大量代谢物的结构难以鉴定。这制约了代谢组学覆盖度的提高和生物标志物的发现,造成化学和生物信息的严重丢失,成为代谢组学发展的主要技术瓶颈。随着质谱仪器及计算机技术的进步,基于大气压电离质谱（API-MS）的代谢物结构鉴定技术飞速发展,本文从质谱仪器、代谢物分子结构式判别、数据库及谱图检索以及计算机辅助谱图解析等方面,对代谢物结构鉴定的最新进展进行了综述。