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離子淌度質(zhì)譜多維代謝物鑒定新技術(shù)

2020-09-07 14:12:07來源：儀器網(wǎng)關(guān)鍵詞：代謝物閱讀量：5204

　　【儀器網(wǎng) 生物醫(yī)藥】生命需要時(shí)刻與外界進(jìn)行物質(zhì)和能量的交換，這一交換的途徑就是新陳代謝。作為細(xì)胞中所有生物化學(xué)反應(yīng)的集合，新城代謝代表了細(xì)胞的實(shí)時(shí)功能，因此分析新陳代謝產(chǎn)物的數(shù)據(jù)就可以了解細(xì)胞的健康狀況。

　　在細(xì)胞中進(jìn)行的生物化學(xué)反應(yīng)不止一種，新陳代謝的產(chǎn)物也十分復(fù)雜，目前仍有許多代謝物未被鑒定。研究代謝產(chǎn)物的代謝組學(xué)可以分為非靶向代謝組學(xué)和靶向代謝組學(xué)兩類。靶向代謝組學(xué)針對特定的代謝物進(jìn)行檢測，而非靶向代謝組學(xué)則是無偏向地檢測樣本中所有能檢測到的代謝物分子。

　　代謝物鑒定是非靶向代謝組學(xué)的重點(diǎn)，也是代謝組學(xué)研究的難點(diǎn)。代謝物鑒定的一般方法是利用串聯(lián)質(zhì)譜(MS/MS)分析獲得樣品的二級(jí)碎片譜圖與標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)譜庫的譜圖匹配。但是標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)譜庫的覆蓋范圍有限，難以注釋未知代謝物。

　　為了更好地解決代謝物的鑒定問題，中國科學(xué)院上海有機(jī)化學(xué)研究所生物與化學(xué)交叉研究中心的課題組發(fā)展了基于離子淌度質(zhì)譜的碰撞截面積數(shù)據(jù)庫(AllCCS)，并開發(fā)出基于離子淌度質(zhì)譜的多維代謝物分析技術(shù)，用于生命體內(nèi)已知和未知代謝物的化學(xué)結(jié)構(gòu)鑒定。

　　離子淌度質(zhì)譜(離子遷移質(zhì)譜IM-MS)是將離子淌度分離與質(zhì)譜聯(lián)用的一種新型二維質(zhì)譜分析技術(shù)。離子淌度分離原理是基于離子在飄移管中與緩沖氣體碰撞時(shí)的碰撞截面不同，離子可按大小和形狀進(jìn)行分離。離子淌度給傳統(tǒng)質(zhì)譜增加了新的分離維度，信噪比提高，使質(zhì)譜分析可提供精確質(zhì)量數(shù)(MS1)、二級(jí)碎片譜圖(MS/MS)和碰撞截面積(CCS)數(shù)據(jù)等多個(gè)維度信息。

　　研究人員建立了一個(gè)碰撞截面積(CCS)數(shù)據(jù)庫AllCCS，其中收錄了實(shí)驗(yàn)獲取的5000多個(gè)CCS值和約1200萬個(gè)預(yù)測CCS值。并且研究人員還開發(fā)了集成的多維匹配策略以對基于IM-MS的非靶向代謝組學(xué)中的已知和未知代謝物進(jìn)行注釋。同時(shí)該課題組進(jìn)一步開發(fā)了基于離子淌度質(zhì)譜的多維代謝物鑒定技術(shù)，可提升已知代謝物鑒定的準(zhǔn)確性，并能用于未知代謝物鑒定，為未知代謝物的鑒定提供了新方法。

　　代謝組學(xué)借鑒了蛋白質(zhì)組和基因組的研究思想，與后兩者相比，代謝組與細(xì)胞結(jié)構(gòu)和功能之間的關(guān)系更直接，數(shù)據(jù)量也相對較少，在生命科學(xué)研究中將發(fā)揮越來越大的作用。代謝物鑒定技術(shù)的發(fā)展為代謝組學(xué)研究突破瓶頸提供了重要的幫助，而新數(shù)據(jù)庫的建立更是為后續(xù)研究提供極大的便利。這些都將帶動(dòng)生命科學(xué)的發(fā)展，讓我們對細(xì)胞功能和疾病有更深入的了解。

　　資料來源：中科院

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