[发明专利]一种用于尿液代谢组核磁共振分析的样品配制方法

说明书

技术领域

本发明涉及生命科学/分析化学领域，更具体涉及尿液代谢组核磁共振分析。

背景技术

代谢组学是关于生物体内源性代谢物质的整体及其变化规律的科学，基于核磁共振的代谢组学技术已经应用到基础生命科学、药物研发、疾病生理、营养与植物药学、环境科学等诸多方面（唐惠儒等,生命科学2007, 19, 272-280）。代谢组学研究流程包括实验设计、样品采集和制备、核磁共振数据采集和预处理、数据分析及代谢物变化生物学意义的解释。然而，由于所分析的样品组成复杂，且存在相互作用，使得不同样品之间的某些代谢物的化学位移存在不同程度的差异，这会对后续的数据分析以及生物学意义的解释产生不利影响，尿液中柠檬酸的化学位移差异就是一个典型的例子。此种差异主要是由样品间pH值的差异以及其他环境因素（金属离子浓度、代谢物-蛋白质的结合和化学交换等现象）的差异引起的（Cloarec, O.等，Analytical Chemistry 2005, 77 (2), 517-526）。

已有文献报道了减小pH值和离子强度导致化学位移差异的方法。这些方法包括在数据分析时采用宽分段积分法、谱峰对齐数据处理法，以及在样品配制中用缓冲溶液调节pH值等三类。

在数据处理方面，常用的方法是用较宽的积分宽度对谱峰进行积分（Spraul, M.等，Journal of Pharmaceutical and Biomedical Analysis 1994, 12 (10), 1215-1225），这种方法可以较大程度地掩盖谱峰位置的差异，但会损失分辨率，而且还会将不同代谢物的变化相反的信号合并在同一个积分宽度内，结果掩盖了代谢物的变化和低浓度代谢物的贡献（Xiao, C. N.等，Analyst 2009, 134 (5), 916-925）。另一种办法是使用自动谱峰校正算法来校正谱峰位置的差异（Forshed, J.等，Analytica Chimica Acta 2003, 487 (2), 189-199），从而可以得到全分辨率的数据，但是对于新的信号、缺失的信号、化学位移严重交叉和化学位移移动较大的信号的处理仍不理想（Lauridsen, M.等，Analytical Chemistry 2007, 79 (3), 1181-1186）。

因此，最好的办法是从源头上（样品制备和数据采集期间）消除这些不一致性（Xiao, C. N.等，Analyst 2009, 134 (5), 916-925）。

肖超妮等人在尿液代谢组核磁共振分析的样品配制中采用一种磷酸氢二钾/磷酸二氢钠缓冲液（Xiao, C. N.等，Analyst 2009, 134 (5), 916-925），可以使正常人的尿液pH值有效地被控制在7.1-7.7范围内，而且大多数带有可电离基团的代谢物的化学位移偏差被控制在0.002ppm以内；但是柠檬酸质子和组氨酸环上的质子的化学位移偏差仍然较大，需校正。对于大鼠的尿液，柠檬酸质子的化学位移偏差更大。因此，柠檬酸质子化学位移的高偏差问题亟待解决。

柠檬酸质子化学位移偏差较大的原因除pH值的差异外，尿液中的钙、镁离子与柠檬酸的络合作用也是一个重要因素（Potts, B. C. M.等，Journal of Pharmaceutical and Biomedical Analysis 2001, 26 (3), 463-476）。

在收集人的尿液时，添加一定量的氟化钠，会导致核磁共振谱图上柠檬酸的化学位移向高场移动。尿液中的金属离子（如：钙、镁离子）可以和许多化合物（特别是柠檬酸）形成络合物，通过加入氟化钠使尿液中的钙、镁离子形成溶解度较低的氟化钙和氟化镁，从而消除了钙、镁离子和柠檬酸的络合作用，使得柠檬酸化学位移发生移动（Lauridsen, M.等，Analytical Chemistry 2007, 79 (3), 1181-1186）。

另外，氢氟酸盐是法医样本中常用的微生物生长抑制剂，在尿液中添加一定量的氟化钠能够有效地消除微生物的发酵作用，氢氟酸盐是通过抑制磷酸葡萄糖变位酶的活性从而阻止了多糖的合成（Lough, P. S.等，Journal of Forensic Sciences 1993, 38 (2), 266-271）。

发明内容