代謝是生物體內所有生物化學反應的總稱,代謝活動是生物體維持生命的物質基礎,對代謝物的分析是研究生命活動分子基礎的一個重要方面。其核心任務包括檢測、分析和探索代謝物質的整體變化規律,并通過這種變化規律研究機體生命活動發生、發展的本質。
靶向代謝組學是按照代謝組學的原理和思路,通常在通過非靶向代謝組學發現差異代謝物之后,再利用靶向代謝組學進行進一步系統的確證。近年來新發展起來的糖組學、脂質組學等也屬于靶向代謝組學的范疇。
靶向代謝組學中,通常需要同時檢測多個目標組分,這對質譜數據的采集速度提出了很高的要求。
島津超快速質譜(UFMS)擁有業內首屈一指采集速度。以LCMS-8050為例,其駐留時間(Dwell time≥0.8 ms)、切換時間(Pause time≥1 ms)、掃描速度(Scan speed≤30000 u/sec)、正負極切換速度(Polarity switching time=5 ms);并且具有觸發子離子掃描功能,可以實現MRM定量的同時對目標組分進行子離子掃描定性分析。
假設一個峰寬6秒的UHPLC色譜峰用于定量分析,必須有20個采集點左右,峰型才足夠平滑,峰面積和出峰時間的重復性才能達標。如此算來,每個采集點的循環時間(loop time)只有300 ms。在300ms的時間段內,需要進行所有目標組分的采集,如下AB正離子,CD負離子:
質譜采集信號的過程,以及頻率和點數的關系
這只是兩個正離子和兩個負離子的采集例子,如果采集目標組分數量急劇增加,在峰寬不變的情況下(即循環時間loop
time不變),分到每個離子的駐留時間和切換時間將急劇減少,因此最小駐留時間和切換時間,直接決定了該質譜在所能同時采集的離子對數量,這對于靶向代謝組學或其他需要進行多目標物同時篩查的項目,至關重要!
附:靶向代謝組分析研究研究基本基本流程
1.1 樣本的采集、前處理與分析
靶向代謝組學與非靶向代謝組學分析所用的樣本類型相似。但在樣本前處理方面,因靶向代謝組學更具有針對性,基于目標代謝物或代謝組,在提取方法的選擇上可能與非靶向代謝組學存在一定的差別。例如,進行脂質組學研究是以提取出更多脂質為目的,所以選用的溶劑多對脂質具有較好的溶解能力,與一般代謝組學研究選用的溶劑差別較大,提取方法上也存在較多不同。靶向代謝組學與非靶向代謝組學所采用的分析儀器基本相同。
1.2 數據處理
靶向代謝組學只重點研究已知可能具有生物學效應的幾種或幾類代謝物,因此其數據處理相比于非靶向代謝組學更為簡單方便。其數據處理方法和使用的數據庫與非靶向代謝組學相似,但針對某類代謝物,如糖類和脂質組,通常還有LipidMaps、LipidBank等特定的數據庫。
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