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常见问题汇总(代谢组学篇)

发布日期:2019-03-17 浏览次数:204

  代谢组学作为一门继基因组学、转录组学及蛋白质组学之后新发展起来的技术,通过考察生物体系受刺激或扰动后(如将某个特定的基因变异或环境变化后)其代谢产物的变化或其随时间的变化,来研究生物体系的代谢途径。近年来受到越来越多的关注,现在就初级入门者比较关心的问题做一个总结。


  Q:代谢组学与其他组学相比,有什么优势?

  A:①基因和蛋白质表达的微小变化会在代谢物水平得到放大;②代谢组学的研究不需进行全基因组测序及建立大量表达序列标签的数据库;③代谢物种类远少于基因和蛋白的数目,每个生物体中代谢产物大约在103数量级,而最小的细菌,其基因组中也有几千个基因;④生物体液的代谢物分析可反映机体系统的生理和病理状态。


  Q:非靶标和靶标定量如何选择?

  A:如果没有特别关注的代谢物质建议选择非靶标,可以检测出某一特定条件下所有的代谢产物,并进行定性和相对定量分析,以寻找目标差异代谢物;如果有关注的目标代谢物建议选择靶标定量,对特定的代谢物群进行有针对性的特异性检测。


  Q:关注的目标代谢物在非靶标代谢组学检测没有检测到是什么原因?

  A:目前还没有技术及平台可以检测到全部的代谢物质,这属于比较正常的现象;或者已经被检测到,但是在目前现有的数据库中不能定性,建议可以使用标品在未定性的物质中进行比对。


  Q:非靶标代谢组学常用的数据库有哪些?

  A:NIST、Fiehn、HMDB、KEGG、METLIN、MassBank、DrugBank、Lipidmaps等。


  Q:HMDB和METLIN数据库有什么区别?

  A:HMDB是人类代谢组数据库(加拿大),该数据库不支持批量搜索,仅限于单个代谢产物搜索,搜索效率较低,不支持代谢通量搜索,代谢化合物浓度搜索等;METLIN是Agilent个人物质数据库,该数据库具有大量的MS/MS图谱,而且每个化合物都有不同的碰撞能图谱,可以清晰地找到代谢产物的碎片离子,可以获得分子量,化学结构式,化学结构等信息。


  Q:GC-MS和LC-MS检测平台各有什么优劣势?

  A:目前应用最广泛,最有效的这两种技术可以检测包括糖、糖醇、有机酸、氨基酸、脂肪酸以及大量次生代谢物等。GC-MS适用于分析容易气化的低极性,低沸点的代谢物,如:各类挥发性化合物或者衍生化后低沸点的物质,主要为初级代谢产物;LC-MS不受样品挥发性和热稳定性的影响,样品前处理非常简单,过滤后直接进样,可有效分析植物中丰富的次生代谢产物。


  Q:GC-MS和LC-MS检测平台离子化方式有什么不同?

  A:GC-MS使用的是电子碰撞(EI);而LC-MS使用的是电喷雾(ESI)或低频常压化学电离(APCI)。


  Q:通常采用的非靶标液质联用是什么平台?

  A:本公司目前非靶标液质联用检测平台为:LC-QTOF-MS/QE focus,色谱部分采用的是Agilent 1290,质谱部分采用的是AB 6600。通常液质的一级和二级数据分开采集,AB 6600是DDA(数据依赖性采集方式),对于样本中很多低丰度的小分子物质采集性不是很好。对于大的样本量(至少几百例的样本),会把一级和二级分开采集,采用DIA(数据非依赖性采集方式),可能会出现AB 6600和AB 5600联用。


  Q:DDA和DIA数据采集方式有什么不同?

  A:DDA是数据依赖型,只用AB 6600数据采集时可能会漏掉很多信息。由于采用的是DDA模式,一般在采集一级质谱时会设置一个0.5s的时间窗口,然后对每个0.5s里面出现的最高的6个一级峰进行提取采集,然后去打二级质谱,这样就导致一些峰强度比较低的物质没有被采集到,也就不会打二级质谱。最终的定性结果里就不会出现该物质的二级定性信息;DIA是数据非依赖型,当采集完一级质谱后会设置一个最低强度值,只要是一级质谱的峰强度高于该值,就会对其进行采集并打二级质谱,采集的数据多,信息全,但成本高。


  Q:代谢物提取通常采用什么方法?

  A:色谱相分离通常取决于含有甲醇、水和氯仿的萃取溶液,具有高溶解度的代谢物,例如碳水化合物通常在甲醇、水中提取;而具有低溶解度的代谢物,例如膜脂和脂肪酸通常在氯仿、水中提取。如果有特别关注的化合物可以提前说明,会在代谢物提取方法中稍作修改,以便获得更多想要的结果。

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