气相色谱-质谱法(GC-MS)的四极杆检测器具有扫描速率低、离子流失率高、浓度检测范围窄的特点,这些缺陷限制了该技术在代谢组学领域的广泛应用,因此亟需建立一种基于GC-MS的高覆盖率代谢组学分析方法。本文提出了一种基于GC-MS的广泛靶...气相色谱-质谱法(GC-MS)的四极杆检测器具有扫描速率低、离子流失率高、浓度检测范围窄的特点,这些缺陷限制了该技术在代谢组学领域的广泛应用,因此亟需建立一种基于GC-MS的高覆盖率代谢组学分析方法。本文提出了一种基于GC-MS的广泛靶向代谢组学方法,广泛靶向代谢组学结合了靶向和非靶向的优点,可以实现对代谢物质的定性和半定量检测,该方法以The Fiehn library(FiehnLib)数据库中的代谢物质信息为基础,建立直链脂肪酸甲酯(FAMEs)的保留时间与FiehnLib数据库中的保留指数(RI)的关系,根据FiehnLib数据库中的保留指数计算数据库中代谢物质在具体实验条件下的保留时间;对比分析并确定保留时间的阈值为0.15 min,优化最佳扫描间隔为0.20 s;优化代谢物质的定量离子以避免出峰时间相近离子的干扰;最终构建了含有611种代谢物质的选择离子监测(SIM)方法表,这611种代谢物质覆盖了KEGG(Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes)中65%的代谢通路。与全扫描非靶向GC-MS方法相比,该广泛靶向GC-MS方法所检测的代谢物质数量增加20%~30%,信噪比提高15%~20%;稳定性试验结果表明,使用该方法分析样品时,84%的代谢物质保留时间的日内相对标准偏差(RSD)均小于2%,91%的代谢物质保留时间的日内RSD均小于3%;54%的代谢物质保留时间的日间RSD均小于2%,76%的代谢物质保留时间的日间RSD均小于3%;通过对常见生物样本的检测分析,证明该方法大大提升了被检测到的代谢物质的数量和信噪比,可扩展GC-MS在代谢组学中的应用范围。展开更多
采用气相色谱-质谱联用的代谢组学手段,对黑龙江省2个地理标志稻米产区的60个水稻样本进行代谢组学研究,使用SIMCA软件和R软件对数据进行主成分分析、正交偏最小二乘-判别分析(orthogonal partial least square-discriminant analysis,O...采用气相色谱-质谱联用的代谢组学手段,对黑龙江省2个地理标志稻米产区的60个水稻样本进行代谢组学研究,使用SIMCA软件和R软件对数据进行主成分分析、正交偏最小二乘-判别分析(orthogonal partial least square-discriminant analysis,OPLS-DA)等多元统计分析及代谢途径分析,探讨产地对稻米代谢及代谢产物的影响。结果共鉴定出167个代谢产物,分析发现产地对稻米代谢物的数量、种类和含量均有影响,其中对含量的影响最显著。共筛选出32个差异代谢物,层次聚类分析表明其可以作为产地鉴别的参考指标。OPLS-DA结果显示,两产地稻米区分显著,均有明显样本聚集区,说明产地对水稻代谢的影响很大。代谢途径分析共检索到与差异代谢物相关性高的9条关键通路,发现不同产地对水稻中脂类和氨基酸类物质的代谢影响最大。脲基丙酸、角鲨烯、胆固醇、月桂酸、反丁烯二酸5个代谢产物在不同产地水稻的代谢差异方面具有重要的参考意义。研究为稻米产地鉴别提供理论依据,为农产品产地溯源提供一定参考。展开更多
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文摘气相色谱-质谱法(GC-MS)的四极杆检测器具有扫描速率低、离子流失率高、浓度检测范围窄的特点,这些缺陷限制了该技术在代谢组学领域的广泛应用,因此亟需建立一种基于GC-MS的高覆盖率代谢组学分析方法。本文提出了一种基于GC-MS的广泛靶向代谢组学方法,广泛靶向代谢组学结合了靶向和非靶向的优点,可以实现对代谢物质的定性和半定量检测,该方法以The Fiehn library(FiehnLib)数据库中的代谢物质信息为基础,建立直链脂肪酸甲酯(FAMEs)的保留时间与FiehnLib数据库中的保留指数(RI)的关系,根据FiehnLib数据库中的保留指数计算数据库中代谢物质在具体实验条件下的保留时间;对比分析并确定保留时间的阈值为0.15 min,优化最佳扫描间隔为0.20 s;优化代谢物质的定量离子以避免出峰时间相近离子的干扰;最终构建了含有611种代谢物质的选择离子监测(SIM)方法表,这611种代谢物质覆盖了KEGG(Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes)中65%的代谢通路。与全扫描非靶向GC-MS方法相比,该广泛靶向GC-MS方法所检测的代谢物质数量增加20%~30%,信噪比提高15%~20%;稳定性试验结果表明,使用该方法分析样品时,84%的代谢物质保留时间的日内相对标准偏差(RSD)均小于2%,91%的代谢物质保留时间的日内RSD均小于3%;54%的代谢物质保留时间的日间RSD均小于2%,76%的代谢物质保留时间的日间RSD均小于3%;通过对常见生物样本的检测分析,证明该方法大大提升了被检测到的代谢物质的数量和信噪比,可扩展GC-MS在代谢组学中的应用范围。
文摘采用气相色谱-质谱联用的代谢组学手段,对黑龙江省2个地理标志稻米产区的60个水稻样本进行代谢组学研究,使用SIMCA软件和R软件对数据进行主成分分析、正交偏最小二乘-判别分析(orthogonal partial least square-discriminant analysis,OPLS-DA)等多元统计分析及代谢途径分析,探讨产地对稻米代谢及代谢产物的影响。结果共鉴定出167个代谢产物,分析发现产地对稻米代谢物的数量、种类和含量均有影响,其中对含量的影响最显著。共筛选出32个差异代谢物,层次聚类分析表明其可以作为产地鉴别的参考指标。OPLS-DA结果显示,两产地稻米区分显著,均有明显样本聚集区,说明产地对水稻代谢的影响很大。代谢途径分析共检索到与差异代谢物相关性高的9条关键通路,发现不同产地对水稻中脂类和氨基酸类物质的代谢影响最大。脲基丙酸、角鲨烯、胆固醇、月桂酸、反丁烯二酸5个代谢产物在不同产地水稻的代谢差异方面具有重要的参考意义。研究为稻米产地鉴别提供理论依据,为农产品产地溯源提供一定参考。
