中性解吸-电喷雾萃取电离质谱直接分析水涝胁迫下烟草的代谢产物

烟草(Nicotiana tabacum L.)是植物科学研究的模式植物和我国重要的经济作物,水涝胁迫是影响烟草品质和产量的重要胁迫因子之一。本研究采用中性解吸-电喷雾萃取电离质谱(ND-EESI-MS)技术,在无需复杂的预处理的条件下,利用烟草中常见的丝氨酸作为优化离子,对萃取剂种类及流速、电喷雾电压、样品端辅助气压、雾化气压和离子传输管温度等仪器参数进行优化。在最优的条件下,共检出水涝胁迫下烟草中丝氨酸、脯氨酸、谷氨酸、丙氨酰甘氨酸、亮氨酸、天冬酰胺、组氨酸、儿茶酚、麦芽酚、肉桂酸、咖啡酸、阿魏酸、白藜芦醇、山奈酚、槲皮素、绿原酸、烟碱、降烟碱、苯乙醛、柠檬醛、苹果酸和β-大马烯酮共22种代谢产物。在应对水涝胁迫时,烟草中脯氨酸、谷氨酸、丝氨酸和组氨酸等初生代谢产物含量增加,绿原酸、阿魏酸、咖啡酸、儿茶酚、苯乙醛、烟碱和降烟碱等次生代谢产物含量也呈上升趋势。本研究从代谢组学层面上揭示水涝胁迫下烟草代谢产物的变化,为进一步了解烟草响应水涝胁迫提供了理论基础。ND-EESI-MS应用于水涝胁迫下烟草中代谢物检测,具有灵敏度高、检测范围广、可实现高通量快速检测等优点,单个样品的测定时间不...     

基于气相色谱-质谱联用的抗结核药致肾损伤代谢组学及谷胱甘肽治疗作用研究

以异烟肼(INH, 100 mg/(kg·d,ig))和RIF(RIF, 100 mg/(kg·d,ig))为模型药物,连续灌胃14天诱导建立抗结核药大鼠肾损伤模型,以组织病理学、血清生化指标(尿素氮、肌酐)为考察对象,观察抗结核药物引起的肾损伤严重程度;采用基于气相色谱-质谱联用的代谢组学技术结合偏最小二乘法-判别分析等多维、单维统计方法探讨INH联用RIF对大鼠肾组织中内源性小分子化合物的代谢影响。采用对抗结核药物引起的组织细胞损伤具有保护作用的谷胱甘肽(GSH, 250 mg/(kg·d,iv)对大鼠进行干预治疗,从代谢调控的角度阐明GSH发挥保肾的作用机制。组织病理学及血清生化结果显示,大鼠给予INH和RIF后,血清中尿素氮和肌酐水平显著升高(p<0.05),肾小管上皮中度空泡变性,提示肾组织出现损伤。代谢组学数据提示,结核药物联用导致了大鼠肾组织中酪氨酸、脯氨酸、尿苷、棕榈油酸等31个内源性物质代谢紊乱;主要导致了大鼠脂肪酸代谢、精氨酸和脯氨酸代谢异常。GSH能降低大鼠血清中尿素氮的水平(p<0.05),减轻大鼠肾小球系膜的增生情况; GSH能够通过调控肾组织中棕...     

导电聚合物喷雾电离质谱法对微量全血代谢轮廓即时监测

血液代谢物水平可用于术后生理代谢状况的个体化精准评估,这对体液整体代谢轮廓的即时检验提出了迫切的技术需求.该文介绍了导电聚合物喷雾电离质谱(CPSI-MS)在体液代谢物多重监测中的应用价值.该技术采用由碳纳米管(CNT)和聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)组成的导电聚合物作为血液加载与原位电离喷头.当对该聚合物施加4.5 k...     

基于1H-NMR的模式识别方法应用于异常黑胆质糖尿病患者的尿液代谢组学研究

探讨核磁共振氢谱结合模式识别方法应用于异常黑胆质糖尿病患者的尿液代谢组研究可行性。对32 例异常黑胆质糖尿病患者和29 例健康人尿液进行核磁共振氢谱检测,采用主成分分析(principal component analysis, PCA)、偏最小二乘法判别分析(partial least squares dis-criminant analysis, PLS-DA)、正交偏最小二乘法判别分析(orthogonal to partial least squares discriminant analysis,OPLS-DA)进行模式识别分析,比较3种模式识别方法的判别能力。运用3种模式识别均可以对2组数据进行有效的区分,但OPLS-DA较PCA、P[1]LS-DA更加有效,不仅提高了模式识别方法的判断能力,可以清楚的判断两组中有差异的代谢物。基于核磁共振氢谱结合模式识别分析方法可以为异常黑胆质糖尿病代谢标志物的寻找提供理论依据。OPLS-DA的模式识别方法较其它2种方法更具优势,在揭示维医理论本质上有着广阔的应用前景。     

猪粪厌氧发酵的有机酸代谢与微生物群落相关性分析

有机酸代谢和微生物菌群结构稳定性是维持厌氧消化系统高效运行的关键。为研究该理化物质代谢与微生物群落变化之间的关系,本研究以猪粪发酵体系为例,设置3个搅拌梯度(0、 80和200 r/min),分别代表无搅拌、适度搅拌和过度搅拌条件,监测猪粪厌氧发酵过程中挥发性脂肪酸等理化性质的变化,再结合高通量测序技术,进一步分析微生物种群多样性变化。结果表明,发酵体系以厚壁菌门(Firmicutes)、拟杆菌门(Bacteroidetes)、变形菌门(Proteobacteria)和广古菌门(Euryarchaeota)为优势菌。适度搅拌可在一定程度上促进微生物分解有机质的效率,形成稳定高效的微生物群落,其中,总固体、挥发性固体和化学需氧量去除率分别达到79.15%、 63.63%和87.89%。有机质分解代谢产物以乙酸和丙酸为主,其浓度与拟杆菌门(Bacteroidetes)丰度呈正相关性,与变形菌门(Proteobacteria)呈负相关性。过度搅拌使产氢产乙酸菌(如互养菌门(Synergistetes))丰度增加,引起耗氢产乙酸菌酸杆菌门(Acidobacteria)丰度随之增加,导致乙酸和丙...     

基于毛细管电泳-质谱联用技术的代谢/蛋白质组学分析

毛细管电泳-质谱(CE-MS)联用技术具有高灵敏度、高分析效率、低样品损耗等优点,在强极性和带电荷的物质分析中具有明显优势,已广泛应用于生命科学、医学、药学等多个领域。在过去的十几年,影响其应用的主要因素包括系统的稳定性、实验的可重复性、数据的准确性等。为解决现有问题,进一步拓展其应用,研究人员在技术设计和改进等方面做了大量工作。医学和分析化学领域的相关研究证明了CE-MS在代谢组学和蛋白质组学中的实用性。这篇文章综述了2015年以来,CE-MS在技术和应用方面的最新进展,为未来的技术发展及应用提供借鉴。为提高CE-MS的分析效率和数据可比性,该文对多个方面的研究进行了讨论,包括涂层与样品的相互作用、接口技术、运行参数和数据处理方法。文中关于复杂样品(组织、细胞、体液等)代谢组学/蛋白质组学的综述研究,使癌症病理分析、药物开发和疾病监测等分析数据更加可视化,为CE-MS临床分析应用提供借鉴。除了对CE-MS的最新发展进行综合评述外,还提出未来应加强3个方面的研究:(i)从样品前处理和分离技术方面优化分析方法;(ii)从毛细管涂层和接口技术方面调整分析技术;(iii)从临床研究和数据分析...     

马骨骼的承力机理研究

应用三维激光扫描仪、Pixform和ANSYS等软件建立了马掌骨和跖骨的三维有限元模型,分析了马掌骨的承力机理,研究证明生物体骨骼是一种等强度优化模型.在静态压力载荷下,斜椭圆孔模型更优,这正符合马跖骨代谢孔的形位特征,说明了生物体承力结构的进化合理性.     

大豆苷元苯磺酸酯衍生物的细胞代谢研究

该文研究了大豆苷元苯磺酸酯衍生物D1～D3在人主动脉血管平滑肌细胞中的代谢途径。利用高效液相色谱-质谱(HPLC-MS)检测了大豆苷元苯磺酸酯衍生物的细胞代谢产物,初步推断出苯磺酸酯衍生物的体外代谢途径。研究发现,大豆苷元苯磺酸酯衍生物D1～D3水解代谢产物的进一步葡萄糖醛酸苷化和硫酸化是其主要代谢途径,二者存在竞争关系,衍生物均可以代谢成先导物大豆苷元(DD)。其中化合物D2是先发生苯磺酸酯基的水解,然后甲基醚水解生成DD的代谢途径,表明在细胞内水解酶的作用下苯磺酸酯键比甲基醚键更易发生水解。而化合物D1、D3则存在两种可能的代谢途径,表明在细胞内水解酶的作用下,乙酰基、乙基和苯磺酸酯基可以同时发生水解。该体外代谢途径的研究可为化合物D1～D3的整体实验提供可靠的理论依据。     

基于GC-MS代谢组学的大鼠肝脏代谢谱时序性变化的性别差异研究

考察性别因素对死后肝脏组织中代谢物变化规律的影响.72只SD大鼠(雌雄各半)于死后72 h内不同时间采集肝脏右叶,进行气相色谱-质谱联用(Gas chromatography-mass spectrometry,GC-MS)代谢组学分析.通过主成分分析(Principal component analysis,PCA)...     

核磁共振代谢组学数据预处理中的自适应分段积分方法

提出一种用于核磁共振代谢组学数据预处理的自适应分段积分方法. 通过计算各数据点统计特性, 并根据相邻数据点的统计差特性进行自适应积分, 克服了目前普遍采用的等间隔分段积分法可能存在的缺陷(如统计差异性相反的信号相互抵消、微弱特征信号被掩盖及谱图信噪比下降等), 从而避免了对后续统计分析所产生的负面影响. 为比较自适应分段积分和等间隔积分对数据预处理的效果, 分别采用计算机模拟数据和饮食差异人群两种模型进行分析. 研究结果表明, 新方法能够有效地削弱噪声和非特异信号的影响, 提高后续的主成分分析结果的可靠性, 使代谢组学数据分析更具生物学意义.