[发明专利]一种特定代谢通路中代谢物的仪器检测方法

说明书

本发明公开了一种特定代谢通路中代谢物的仪器检测方法。通过寻找KEGG特定代谢通路中的代谢产物，通过CAS号检索及METLIN数据库获得其相关参数，定性分析—超高效液相色谱‑四级杆串联飞行时间质谱(UPLC‑Q/TOF)结束后建立定量分析‑‑超高效液相色谱三重四级杆质谱(UPLC‑QQQ)方法，构建特定代谢通路的检测方法，进而建立全代谢网络的代谢组检测平台。与已报道的细胞小分子代谢产物的仪器分析方法相比较，该方法既能最大限度的覆盖各代谢通路的细胞代谢物，达到全景检测的目的，同时又能定性代谢物并对其进行定量分析，是有效的代谢组学检测方法。

技术领域

本发明涉及一种特定代谢通路中代谢物的仪器检测方法，属于分析化学领域。

背景技术

代谢组学究其根本是一门同时定性与定量的科学。代谢物的检测分析是代谢组学研究的关键，细胞代谢物的分析方法有核磁共振和质谱技术。核磁共振分析法的优势在于对样品无损害性，样品处理简单，无需分离过程；缺点是灵敏度低。由于生物体系的复杂性,代谢产物数目多、差异大、浓度分布范围广、组成复杂,现代质谱技术具有高选择和灵敏性、普适性和分析速度快等特点,可同时检测鉴定多种代谢物提供丰富的数据信息。因此，质谱技术，在代谢组学中占有举足轻重的重要地位。在基于质谱技术的代谢组学研究中，依据实验设计、分析手段与研究目标的不同而存在两种实践模式：一是非靶向全组分代谢分析，二是靶标代谢分析。非靶向全组分代谢分析的研究出发点是立足于对代谢组的无区分、全息的化学表征，藉由深度信息挖掘，寻找并鉴定有统计学差异的代谢组分，在对其生物功能阐释后，揭示相关的生物调控机制。非靶向全组分代谢分析是基于科学发现驱动模式的研究，它的实施高度依赖于高分辨质谱技术同时定性与定量的信息表征能力(吴泽明，江峥，陈伟.高分辨质谱技术视野下的细胞代谢组学研究策略[J].生命的化学，2014,34(2):221-224)。目前液相色谱-四级杆串联飞行时间质谱(LC-QTOF)是最常用的检测方式，液相色谱的分离系统、四级杆的选择性及飞行时间质谱的高分辨性能成就了LC-QTOF在非靶向检测中的地位。Whiley等人(Whiley,Luke,Godzien,Joanna,et al.In-Vial Dual Extractionfor Direct LC-MS Analysis of Plasma for Comprehensive and Highly ReproducibleMetabolic Fingerprinting.[J].Anal.Chem.,2012,84(14),5992–5999)通过优化前处理方法,利用HPLC-QTOF实现了微量生物样品中全组分代谢物的快速分析，一次进样分析可以检测出600多种化合物，其中数据库定性的有388种。与非靶向全组分代谢分析以发现差异为主要目标不同，靶向代谢分析往往更多地表现为科学假说驱动模式，即在实验之前已经确定了所要涉及的关键代谢通路上的上下游中间体或终产物，通过大规模相对定量或绝对定量分析，最终达成验证/确证的科学目的。目前三重四级杆质谱仪因其出色的定量功能而成为此项研究的首选平台(Shili Chena,Miriam Hoeneb,et al.Simultaneousextraction of metabolome and lipidome with methyl tert-butyl ether from asingle small tissue sample for ultra-high performance liquid chromatography/mass spectrometry[J].Journal of Chromatography A,2013，1298,9-16)。非靶向全组分代谢分析和靶标代谢分析具有各自的优势和缺陷，基于高分辨质谱的非靶向全组分代谢分析检测精度准确，因此定性能力强，但是线性范围窄，灵敏度相低，定量差；基于低分辨三重四级杆质谱(UPLC-QQQ)的靶标代谢分析更偏向于定量分析。因此许国旺研究团队提出了“拟靶向”的代谢组学分析方法，利用UPLC-QTOF检测的全组分代谢物，通过质谱的二级扫描获得碎片信息，并定性代谢物，移植与三重四级杆系统进行定量分析，此方法省却了利用大量标准品建立靶向的代谢组学方法，大大提高了靶向分析代谢物的能力，使QTOF的定性能力和三重四级杆的定量能力互补(Shili Chen,Hongwei Kong,et al.PseudotargetedMetabolomics Method and Its Application in Serum Biomarker Discovery forHepatocellular Carcinoma Based on Ultra High-Performance LiquidChromatography/Triple Quadrupole Mass Spectrometry[J].Anal.Chem.2013,85,8326-8333)。