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代谢组学常见问题(二):仪器理论篇

发布日期:2020.03.24 浏览次数(337)

图片关键词

01

代谢组学主要检测平台有哪些,如何选择?

主流的代谢组学检测平台有以下三类:
GC-MS(Gas Chromatography and Mass Spectrometry,气相色谱质谱联用)、LC-MS(Liquid Chromatography Coupled Mass Spectroscopy,液相色谱质谱联用)和NMR(Nuclear Magnetic Resonance,核磁共振)(下文均使用英文缩写)。
所有的样品类型都可以用这三类平台检测,但近些年,由于GC-MS和LC-MS的灵敏度高、特异性强和检测的范围广的特点,越来越多使用这两类平台。1585012801669539.jpg

02

不同的代谢组学平台各自优缺点是什么?

概括如下图:

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03

为什么使用GC-MS检测样品,却很少检测到挥发性的物质?

GC-MS只是一种仪器平台,针对该平台,还根据不同的检测要求需要使用不同的检测方法,,整套方法包括样本的制备和其中的物质提取方式、色谱气化室的温度、色谱柱的型号和规格、色谱运行条件、质谱端的检测条件和模式等,因为挥发性物质的沸点较低,需要使用针对性的方法来测,常规的GC-MS非靶向方法不适合该类物质。
如果关注挥发性的物质,需要选择“顶空进样或者固相微萃取(对于含量低的物质有富集作用)再利用GC-MS检测。

04

 为什么有的物质正离子模式下存在,负离子模式下不存在?

首先,质谱端检测器是的本质是场(电场或磁场),待测物质需要带电才会被有效检测。其次,这也和分析物的性质是有关系的,有的物质容易带正电荷,有的物质容易带负电荷。比如说碱性化合物易带正电荷,加合质子或其他正电荷离子;酸性化合物易带负电荷,失去质子或加合其他负电荷离子。

05

色谱质谱串联的优势是什么?

相较于传统检测器,使用灵敏度更高、分辨率更高、定性能力更强的质谱仪代替了光学检测器。将色谱的分离能力和质谱的分辨、定性能力强强联合,可以同时对更多、含量更低的物质进行准确检测,复杂组分中多物质检测的单位时间也大大缩短。

06


GC-MS能检测到哪些类别的代谢物?


GC-MS能检测到有机酸、氨基酸、单糖、糖醇、胺类、脂肪酸、吲哚、单甘油酯、核苷、二糖、生育酚、甾醇等代谢物。

07


GC-MS分析生物样本为何要衍生化处理?有哪些衍生化的方法?


GC的流动相(载气)为气体(通常为高纯氦或者氢),这就要求被分析物必须能够气化,而生物样本中很多内源性代谢物都含有极性基团,具有沸点高、不易气化特点或者高温下容易降解。衍生化能够降低这些代谢物的沸点,增加它们的热稳定性,以便分析能够顺利进行。
衍生化方法及试剂种类繁多,根据不同的分析目标,需选择合适的衍生化方法。如分析脂肪酸,可采用甲酯化衍生。在GC-MS代谢平台上,最常用的衍生化方法是硅烷化衍生,因为它的广谱高效。在进行硅烷化衍生之前,还需添加甲氧胺吡啶溶液,以封闭羰基(针对α-酮酸和糖类,保护作用),减少衍生化副产物的生成。

08


LC-MS适合检测哪些代谢物?


参考问题1可知,限制LC-MS能力的主要是色谱分离。总结归类为脂质、胆汁酸、氨基酸、核苷酸等多数物质都可以使用LC-MS检测。

09


LC-MS和LC-MS只选一种,该如何选择?


两种平台的关系是部分检测对象重复,多数检测对象互补的关系,有条件的建议2种平台组合使用,否则需要根据自己的研究目的来选择,一般来说,中心代谢途径(如三羧酸循环、糖酵解中乳酸、丙酮酸等)密切相关的建议选择GC-MS平台,而脂质组学、胆汁酸定量、激素(动物和植物)可选择LC-MS平台。选择的准则较多,如不确定的,可以联系谱领生物技术支持获取更加准确的信息。

END

下一节,我们继续讲解代谢组学样本收集相关的基础知识。


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