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离子淌度质谱 多维代谢物鉴定新技术

2020年09月07日 14:12:07来源:仪器网

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  【仪器网 生物医药】生命需要时刻与外界进行物质和能量的交换,这一交换的途径就是新陈代谢。作为细胞中所有生物化学反应的集合,新城代谢代表了细胞的实时功能,因此分析新陈代谢产物的数据就可以了解细胞的健康状况。
 

 
  在细胞中进行的生物化学反应不止一种,新陈代谢的产物也十分复杂,目前仍有许多代谢物未被鉴定。研究代谢产物的代谢组学可以分为非靶向代谢组学和靶向代谢组学两类。靶向代谢组学针对特定的代谢物进行检测,而非靶向代谢组学则是无偏向地检测样本中所有能检测到的代谢物分子。
 
  代谢物鉴定是非靶向代谢组学的重点,也是代谢组学研究的难点。代谢物鉴定的一般方法是利用串联质谱(MS/MS)分析获得样品的二级碎片谱图与标准质谱库的谱图匹配。但是标准质谱库的覆盖范围有限,难以注释未知代谢物。
 
  为了更好地解决代谢物的鉴定问题,中国科学院上海有机化学研究所生物与化学交叉研究中心的课题组发展了基于离子淌度质谱的碰撞截面积数据库(AllCCS),并开发出基于离子淌度质谱的多维代谢物分析技术,用于生命体内已知和未知代谢物的化学结构鉴定。
 
  离子淌度质谱(离子迁移质谱IM-MS)是将离子淌度分离与质谱联用的一种新型二维质谱分析技术。离子淌度分离原理是基于离子在飘移管中与缓冲气体碰撞时的碰撞截面不同,离子可按大小和形状进行分离。离子淌度给传统质谱增加了新的分离维度,信噪比提高,使质谱分析可提供精确质量数(MS1)、二级碎片谱图(MS/MS)和碰撞截面积(CCS)数据等多个维度信息。
 
  研究人员建立了一个碰撞截面积(CCS)数据库AllCCS,其中收录了实验获取的5000多个CCS值和约1200万个预测CCS值。并且研究人员还开发了集成的多维匹配策略以对基于IM-MS的非靶向代谢组学中的已知和未知代谢物进行注释。同时该课题组进一步开发了基于离子淌度质谱的多维代谢物鉴定技术,可提升已知代谢物鉴定的准确性,并能用于未知代谢物鉴定,为未知代谢物的鉴定提供了新方法。
 
  代谢组学借鉴了蛋白质组和基因组的研究思想,与后两者相比,代谢组与细胞结构和功能之间的关系更直接,数据量也相对较少,在生命科学研究中将发挥越来越大的作用。代谢物鉴定技术的发展为代谢组学研究突破瓶颈提供了重要的帮助,而新数据库的建立更是为后续研究提供极大的便利。这些都将带动生命科学的发展,让我们对细胞功能和疾病有更深入的了解。
 
  资料来源:中科院
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