代謝組學(xué)的研究方法和研究流程

目前一頁\總數(shù)二十二頁\編于十八點主要內(nèi)容定義概述特點研究方法研究流程目前二頁\總數(shù)二十二頁\編于十八點定義代謝組學(xué)（metabonomics）是指通過組群指標(biāo)分析，進行高通量檢測和數(shù)據(jù)處理，研究生物體整體或組織細胞系統(tǒng)的動態(tài)代謝變化，特別是對內(nèi)源代謝、遺傳變異、環(huán)境變化乃至各種物質(zhì)進入代謝系統(tǒng)的特征和影響的學(xué)科。目前三頁\總數(shù)二十二頁\編于十八點概述代謝組學(xué)是效仿基因組學(xué)和蛋白質(zhì)組學(xué)的研究思想，對生物體內(nèi)所有代謝物進行定量分析，并尋找代謝物與生理病理變化的相對關(guān)系的研究方式，是系統(tǒng)生物學(xué)的組成部分。其研究對象大都是相對分子質(zhì)量1000以內(nèi)的小分子物質(zhì)。先進分析檢測技術(shù)結(jié)合模式識別和專家系統(tǒng)等計算分析方法是代謝組學(xué)研究的基本方法。其樣品主要是動植物的細胞和組織的提取液。主要技術(shù)手段是核磁共振（NMR）、質(zhì)譜（MS）、色譜（HPLC，GC），其中以NMR為主目前四頁\總數(shù)二十二頁\編于十八點特點關(guān)注內(nèi)源化合物對生物體系的小分子化合物進行定量定性研究上述化合物的上調(diào)和下調(diào)指示了與疾病、毒性、基因修飾或環(huán)境因子的影響上述內(nèi)源性化合物的知識可以被用于疾病的診斷和藥物篩選。目前五頁\總數(shù)二十二頁\編于十八點代謝組學(xué)的研究方法

目前六頁\總數(shù)二十二頁\編于十八點真正意義的代謝組學(xué)研究。預(yù)處理和檢測技術(shù)需滿足高靈敏度、高選擇性和高通量的要求。需要對獲得的數(shù)據(jù)進行解析。代謝產(chǎn)物分析4個層次代謝物靶標(biāo)分析。對個別特定組分分析。代謝輪廓分析。對預(yù)設(shè)組分的分析。代謝組學(xué)。特定樣品中所有代謝物分析。代謝指紋分析。比較代謝物指紋圖譜。2023/5/18目前七頁\總數(shù)二十二頁\編于十八點

目前最常用的分離分析手段是：氣相色譜與質(zhì)譜聯(lián)用(GC—MS)液相色譜與質(zhì)譜聯(lián)用(LC—MS)毛細管電泳與質(zhì)譜聯(lián)用(CE—MS)核磁共振(NMR)目前八頁\總數(shù)二十二頁\編于十八點

GC-MS目前九頁\總數(shù)二十二頁\編于十八點氣相色譜原理:氣相色譜的流動向為惰性氣體，氣-固色譜法中以表面積大且具有一定活性的吸附劑作為固定相。當(dāng)多組分的混合樣品進入色譜柱后，由于吸附劑對每個組分的吸附力不同，經(jīng)過一定時間后，各組分在色譜柱中的運行速度也就不同。吸附力弱的組分容易被解吸下來，最先離開色譜柱進入檢測器，而吸附力最強的組分最不容易被解吸下來，因此最后離開色譜柱。如此，各組分得以在色譜柱中彼此分離，順序進入檢測器中被檢測、記錄下來。

目前十頁\總數(shù)二十二頁\編于十八點

質(zhì)譜原理:質(zhì)譜分析是一種測量離子荷質(zhì)比（電荷-質(zhì)量比）的分析方法，其基本原理是使試樣中各組分在離子源中發(fā)生電離，生成不同荷質(zhì)比的帶正電荷的離子，經(jīng)加速電場的作用，形成離子束，進入質(zhì)量分析器。在質(zhì)量分析器中，再利用電場和磁場使發(fā)生相反的速度色散，將它們分別聚焦而得到質(zhì)譜圖，從而確定其質(zhì)量。目前十一頁\總數(shù)二十二頁\編于十八點GC-MS的基本流路圖GC接口MS數(shù)據(jù)處理真空系統(tǒng)目前十二頁\總數(shù)二十二頁\編于十八點GC-MS聯(lián)用儀器

SampleSample

58901.0DEG/MINHEWLETTPACKARDHEWLETTPACKARD5972AMassSelectiveDetectorDCBA

ABCDGasChromatograph(GC)MassSpectrometerSeparationIdentificationBACDADBCMS目前十三頁\總數(shù)二十二頁\編于十八點

優(yōu)點：集色譜法的高分離能力和質(zhì)譜法的結(jié)構(gòu)鑒定能力于一體，靈敏度高，可檢測到大量低含量的小分子代謝產(chǎn)物。缺點：無法分析熱不穩(wěn)定性的物質(zhì)和分子量較大的代謝產(chǎn)物。目前十四頁\總數(shù)二十二頁\編于十八點

NMR目前十五頁\總數(shù)二十二頁\編于十八點

核磁共振基本原理：當(dāng)以射頻照射外磁場中的自旋核，且射頻的能量正好等于核磁矩不同取向的能級差時，低能級的核將吸收射頻躍遷致高能態(tài)—核磁共振現(xiàn)象。目前十六頁\總數(shù)二十二頁\編于十八點

共振條件：(1)核有自旋(磁性核)(2)外磁場,能級裂分;(3)照射頻率與外磁場的比值0/B0=/(2)目前十七頁\總數(shù)二十二頁\編于十八點

優(yōu)點：能夠?qū)悠穼崿F(xiàn)非破壞性、非選擇性分析。它是唯一既能定性,又能在微摩爾范圍定量有機化合物的技術(shù)。缺點：靈敏度相對較低,不適合分析低濃度代謝物。目前十八頁\總數(shù)二十二頁\編于十八點代謝組學(xué)的研究流程

目前十九頁\總數(shù)二十二頁\編于十八點代謝組學(xué)研究流程

目前二十頁\總數(shù)二十二頁\編于十八點代謝組學(xué)各分析流程技術(shù)

樣品的提取樣品預(yù)處理自動進樣檢測及鑒定化合物的分離數(shù)據(jù)分析與可視化，建模與仿真固相微萃取固相萃取親和色譜氣