代谢组学分析技术的新进展
中药化学分析和药效研究的最新进展

中药化学分析和药效研究的最新进展中药是中国传统医学独特的疗法,经过数千年的实践,已经形成完整的临床应用体系,并逐渐在全球范围内引起了广泛的关注。
中药的药效研究和质量控制一直是中医药学领域的重要研究方向。
在过去的几十年中,中药化学分析和药效研究得到了飞速的发展,取得了很多智慧。
本文章将从中药的成分分析、药效评价以及质量管理几个方面来介绍中药化学分析和药效研究的最新进展。
一、中药的成分分析中药的复杂性和多成分性是中药研究中最大的挑战之一,因为中药中含有数百种的成分,其中很多成分的结构和药理活性都不清楚。
近年来,高精度分析技术的不断发展为中药分析研究提供了新的途径。
1、代谢组学技术代谢组学技术是一种基于高通量检测技术的系统化解析生物体代谢组的方法,通过对生物体内产生代谢物的监测和分析,可以发现药物在体内的转化代谢关系与代谢途径及代谢反应的调节机制。
中药材作为复杂的天然药物,代谢产物的多样,长期以来已经成为代谢组学研究的热点领域。
2、质谱成像技术质谱成像技术是将质谱成像技术和组织学技术结合的方法,能够以药物的分布、含量和生物反应为基础在组织层面上对药物进行三维成像。
质谱成像技术不仅可以检测到药物在组织中的分布和代谢物,还可以结合药效测试和组织学特征研究药物的药理作用和影响机制。
3、成分组学技术成分组学是通过多重技术组合手段,通过分离、定量与鉴定,确定各种成分及其结构,研究各成分之间的相互关系、发挥作用的机理与生物学效应,研究成分模式,找寻引导特异性治疗的有效成分。
成分组学技术在中药研究中已经被广泛应用,为中药研究提供了新的思路、新的方法。
二、中药的药效评价众所周知,中药多成分,疗效多面,中药药效评定是中药研究的重点和难点。
在当前中药检出率高而疗效参差不齐的情况下,如何评估中药疗效成为一个严峻的问题。
近年来,从临床、分子、细胞和动物实验等层面分别开展了多种评价中药疗效的方法。
1、体内评价法体内评价法是通过对药物在作用器官内对生理功能的影响来评估中药的疗效。
生物信息学研究的最新进展和未来趋势

生物信息学研究的最新进展和未来趋势生物信息学是一门交叉科学,它借助计算机科学的方法和技术处理、分析、存储、整合和解释生物学大数据。
随着高通量测序、蛋白质组学、代谢组学等技术的不断发展和完善,生物信息学也不断发展和壮大。
近年来,生物信息学在基因组、转录组、蛋白质组和代谢组等领域的研究取得了许多重要进展,同时也展示了未来生物信息学发展的美好前景。
一、基因组学研究的最新进展基因组是生物体遗传信息的总和,对于揭示生命本质、寻找疾病基因、研究物种起源和进化等方面具有重要的科学意义。
近年来,随着二代测序技术的发展和普及,人类和不同生物体中的基因组序列得到了快速、高效、准确的测定,从而为基因组学研究提供了强大的数据支持。
通过基因组学研究,我们可以揭示不同生物个体之间的遗传差异、人类起源、自然选择和进化等问题。
例如,2015年,人类起源问题的研究揭示了现代人与古人类基因交流事件的复杂性和多样性。
此外,基因组也在研究传染病和癌症等疾病方面起到了至关重要的作用,例如通过基因组学研究,可以发现和突变导致癌症等疾病的基因,为寻找治疗方法提供重要依据。
二、转录组学研究的最新进展转录组是指在一个生物体某个时期中所有基因的转录产物集合,它是基因功能实现的重要环节。
转录组学的研究过程中,我们可以对不同生物个体在不同情境下的基因表达情况进行分析,以了解基因启动子和转录调控机制等方面的信息。
通过转录组学的研究,我们可以及时监测某些重要基因的表达情况,例如研究机体对环境的适应能力和抵抗力的提高。
例如,近年来转录组学研究揭示了在水稻和其他作物耐盐、耐旱、耐寒托架中,水稻转录因子MYB30-B 介导着不同途径的非生物胁迫反应。
这项研究不仅有解决重大食品安全问题的潜力,还能促进新品种的培育和扩张农业基础设施。
三、蛋白质组学研究的最新进展蛋白质是生物体中最重要的功能分子之一,对于生命活动的维持起着至关重要的作用。
蛋白质组学则是指对生物体内所有蛋白质进行鉴定、定量和功能研究的学科。
药物代谢动力学研究的新方法与新技术

药物代谢动力学研究的新方法与新技术药物代谢动力学研究是医学领域的重要研究方向之一,其目的是深入了解药物在人体内的变化规律和代谢过程,为临床治疗提供依据。
传统的药物代谢动力学研究方法主要依靠药物浓度的测定和分析,但这种方法存在不少局限性,如药物浓度的采集难度大、数据分析复杂等问题。
近年来,随着科技水平的快速发展,药物代谢动力学研究领域也涌现出了一些新方法和新技术。
一、药物代谢动力学研究中的新方法1.1 代谢组学代谢组学是近年来兴起的一种研究方法,它将基因组学、蛋白质组学和代谢组学相结合,全面探究机体内代谢产物的组成和变化规律。
通过代谢组学的分析,可以更加全面、深入地了解药物代谢过程中所涉及的代谢途径、代谢产物的生成和消失规律等信息。
代谢组学技术不仅在药物代谢动力学研究中得到广泛应用,也在各种疾病的诊断和治疗中展示出极大的潜力。
1.2 精准医学精准医学是指通过对患者的基因、基因组、治疗记录和生活习惯等多个维度信息的系统分析,制定针对性的个体化治疗方案。
在药物代谢动力学研究中,精准医学可以为药物治疗提供更加精准的指导,减少不良反应和治疗失败的发生。
例如,个体化的药物代谢动力学研究可以在制定临床用药计划时非常有帮助,提高临床治疗的效果和安全性。
1.3 网络药理学网络药理学是一种以网络分析、系统生物学为基础的新兴研究领域,它将生物学、药学、信息学等学科相融合,对各种化合物与蛋白质、基因、代谢途径等之间的相互作用进行系统性研究和分析。
在药物代谢动力学研究中,网络药理学可以通过构建药物-靶点-代谢途径-药物相互作用等网络图,深入挖掘药物代谢动力学的相关信息,更好地理解药物的作用机制和代谢途径,为药物研发和药物临床治疗提供支持。
二、药物代谢动力学研究中的新技术2.1 体内成像技术体内成像技术是一种通过对人体进行无创成像,观察并分析机体内药物分布和代谢变化的新技术。
如今,各种高分辨率、高灵敏度的体内成像技术得到广泛应用,例如核磁共振成像(MRI)、正电子发射断层扫描(PET)、单光子发射计算机断层扫描(SPECT)等,这些技术可以帮助研究人员更加清晰、直观地了解药物在体内的分布和代谢规律。
代谢组学在中医药领域的应用与展望

2、预测代谢组学技术在中医药 学研究中的发展方向
(1)技术方法创新:随着代谢组学技术的发展,未来将出现更加灵敏、高效 的技术手段,如超高效液相色谱-质谱联用技术、同位素标记技术等,进一步 提高代谢组学在中医药研究中的准确性。
(2)数据库建设:随着代谢组学在中医药领域的应用加深,将建立更多的代 谢组数据库,为中药质量控制、证候本质研究等提供更全面的数据支持。
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(3)中药药理作用机制研究:通过对中药复方“六味地黄丸”进行代谢组学 研究,发现其具有改善糖尿病小鼠糖脂代谢紊乱的作用,进一步揭示了中药复 方的药理作用机制。
展望未来
1、代谢组学在中医药领域的应 用现状和前景
目前,代谢组学在中医药领域的应用尚处于起步阶段,但其发展前景十分广阔。 随着技术的不断进步,代谢组学将在中药质量控制、证候本质研究、中药药理 作用机制研究等方面发挥更大的作用,为中医药的研究和发展提供更强大的支 持。
结论
综上所述,代谢组学在中医药领域的应用与展望具有重要性和必要性。通过系 统性和灵敏度高的代谢组学技术,可以从整体水平上深入研究中医药的作用机 制和证候的本质,有助于提高中医药的研究水平和临床疗效。随着技术的不断 创新和数据库的完善,代谢组学在中医药领域的应用将不断扩大和深化,为实 现中医的个体化诊疗和跨学科合作提供强有力的支持。
代谢组学在中医药领域的应用与展望
01 引言
03 展望未来 05 参考内容
目录
02 应用介绍 04 结论
引言
代谢组学是一门研究生物体受内外环境影响后体内代谢产物变化规律的科学, 其在中医药领域的应用正逐渐受到。本次演示将概述代谢组学在中医药领域的 应用现状、优势及前景,以及探讨未来发展趋势。
应用介绍
基于核磁共振技术的代谢组学研究进展

ion
n
2D gel, Maldi NMR, MS, GC,
TOF
LC
>109?
~2,500
代谢组学分析检测技术
▪ UPLC, HPLC ▪ CE/microfluidics ▪ LC-MS ▪ FT-MS ▪ QqQ-MS ▪ NMR spectroscopy ▪ X-ray crystallography ▪ GC-MS ▪ LIF detection
Pharma
publication
of 2000
Metabonomics
Holmes and Antti : Explanation of
statistics in Metabonomics
2002
Nicholson: Definition of 1999 Metabonomics
Nicholson, Lindon, and Holmes: 2001 Publication in Nature on
肾毒素:HgCl2、CdCl2、Na2CrO4、硝酸铀 酰、苯酚、对氨基苯酚、六氯丁二烯 (HCBD)、顺铂、2-溴乙胺(BEA)、丙烯亚 胺(PI)等
肝毒素:肼、异硫氢酸萘(ANIT)、半乳糖 胺(GaIN)、羟丁基甲苯(BHT)
例 1. 各 种 肾 毒 素
对 大 鼠 尿 液 1H
NMR 谱的影响。
细胞(cell)
代谢物(metabolite)
代谢组
(metabonome/metabolome)
代谢组学
(metabonomics/metabolomics)
系
蛋白质(protein)
蛋白质组(proteome)
蛋白质组学(proteomics)
基于核磁共振的代谢组学研究进展

基于核磁共振的代谢组学研究进展基于核磁共振的代谢组学是一种研究生物样本中代谢产物(代谢物)的方法。
随着技术的发展和应用的广泛性,这个领域取得了巨大的进展。
本文将回顾一下基于核磁共振的代谢组学研究的最新进展,并讨论其在生命科学中的应用。
核磁共振波谱学(NMR)是一种非破坏性的技术,可以分析各种生物样本中的化学组分。
在代谢组学研究中,NMR技术被广泛应用于代谢产物的定性和定量分析。
核磁共振波谱仪可以通过测量核磁共振信号来确定样本中每个原子的位置和类型,从而分析样本中化合物的结构和组成。
近年来,核磁共振代谢组学在疾病诊断和药物评价方面取得了重要的突破。
例如,在癌症的研究中,核磁共振代谢组学被广泛应用于癌症早期诊断和预测治疗效果。
通过分析生物样本中的代谢物谱图,可以识别癌症相关的代谢物标志物,从而为癌症的早期筛查和治疗提供重要的参考。
此外,核磁共振代谢组学还可以用于评估药物在机体内的代谢和代谢产物的分解情况,从而指导药物治疗的个体化。
除了癌症研究,核磁共振代谢组学还在其他领域取得了重要进展。
例如,在食物科学中,核磁共振代谢组学可以用于分析食物中的营养成分和添加剂,并评估其对人体的影响。
此外,核磁共振代谢组学还可以用于研究植物的代谢途径和代谢物在生长和逆境应对中的作用,从而为植物育种和农业生产提供支持。
尽管核磁共振代谢组学在生命科学中取得了重要进展,但仍面临一些挑战。
首先,核磁共振技术的仪器设备和操作成本较高,限制了其在大规模样本分析中的应用。
其次,核磁共振技术对样本的要求较高,需要高纯度和高溶解度的样品。
此外,核磁共振波谱解析的复杂性也限制了该技术的广泛应用。
为了克服这些挑战,研究人员正在努力开发新的核磁共振技术和分析方法。
例如,高分辨率核磁共振技术和多维核磁共振技术可以提高核磁共振波谱的分辨率和信噪比,从而提高代谢物的检测能力。
此外,研究人员还通过结合其他分析技术(如质谱分析)和计算模型来进行综合分析,以提高代谢组学研究的准确性和可操作性。
药物研发的代谢组学:发现疾病生物标志物的新方法

药物研发的代谢组学:发现疾病生物标志物的新方法在医学领域,寻找疾病的生物标志物就像大海捞针一般困难。
然而,随着科技的进步,一种名为“代谢组学”的技术正逐渐改变这一局面。
它就像是一把精准的显微镜,能够深入探索人体内部的微妙变化,为药物研发带来革命性的突破。
代谢组学是一种研究生物体内所有代谢物的学科,它通过分析体液和组织中的小分子化合物来揭示生物体的生理和病理状态。
这种方法就像是打开了一扇通往未知世界的大门,让我们能够窥见那些隐藏在细胞深处的秘密。
首先,代谢组学具有极高的灵敏度和特异性。
它就像是一台超级敏感的雷达,能够捕捉到哪怕是最微小的代谢变化。
这对于早期诊断和治疗至关重要,因为许多疾病在初期阶段往往没有明显的症状。
而代谢组学能够帮助医生在症状出现之前就发现潜在的问题。
其次,代谢组学的应用范围非常广泛。
它不仅可以用于疾病的早期诊断,还可以用于监测疾病的进展和评估治疗效果。
此外,代谢组学还可以帮助我们理解不同人群对药物的反应差异,从而为个体化治疗提供依据。
这就像是为每个病人量身定制了一套治疗方案,大大提高了治疗的效率和成功率。
然而,尽管代谢组学有着巨大的潜力,但它也面临着一些挑战。
其中之一就是数据的复杂性和处理难度。
由于代谢物的数量庞大且种类繁多,如何从海量的数据中提取有用的信息是一个难题。
此外,代谢组学的研究还处于相对初级阶段,许多技术和方法还有待进一步的完善和发展。
尽管如此,我们不能否认代谢组学在药物研发中的重要性。
它就像是一盏明灯,照亮了我们前进的道路。
随着技术的不断进步和研究的深入,相信在不久的将来,代谢组学会成为医学领域的一颗璀璨明星。
总的来说,代谢组学作为一种新兴的技术手段,为药物研发带来了新的希望和机遇。
它不仅能够提高疾病的早期诊断率,还能够为个体化治疗提供强有力的支持。
当然,要实现这些目标还需要我们不断地努力和探索。
但我相信,只要我们坚持不懈地追求科学真理,终有一天我们会揭开生命的奥秘,为人类的健康事业做出更大的贡献。
生物化学中的代谢组学技术

生物化学中的代谢组学技术生物化学中的代谢组学技术是一种综合分析方法,通过研究生物体内的代谢产物来揭示生物体的代谢状态和变化。
代谢组学技术结合了高通量分析方法和生物信息学分析,为研究生物体内代谢反应的整体变化提供了有力工具。
本文将介绍代谢组学技术的原理、应用与发展前景。
一、代谢组学技术原理代谢组学技术是基于质谱和核磁共振等高通量技术的分析方法。
首先,通过质谱分析等方法,将生物体内的代谢产物进行分离和检测。
然后,利用生物信息学和统计学分析这些代谢产物的组成和浓度变化。
最后,通过比对和分析不同条件下代谢产物的变化,揭示代谢反应的整体变化模式。
二、代谢组学技术的应用代谢组学技术在许多领域都有广泛的应用。
首先,它在生物医学研究中被广泛应用。
代谢组学技术可以帮助研究人员了解疾病的发生和发展机制,通过比较健康人群和疾病人群之间的代谢组差异,可以发现与疾病相关的代谢标志物。
其次,代谢组学技术在农业领域也有很大的应用潜力。
通过研究农作物的代谢组,可以改良优质农作物的选育和培养技术。
此外,代谢组学技术在环境科学、食品科学等领域也有重要意义。
三、代谢组学技术的挑战与前景代谢组学技术在实际应用中还面临一些挑战。
首先,代谢产物的复杂性使得分析过程较为困难,需要不断改进分析方法和技术流程。
其次,代谢组学技术需要大规模的数据处理和分析,对生物信息学和统计学的应用要求较高。
然而,代谢组学技术的发展前景依然广阔。
随着高通量技术的不断发展和生物信息学方法的进步,代谢组学技术将会在生物学、医学等领域发挥更重要的作用。
总结起来,生物化学中的代谢组学技术是一种综合分析方法,通过研究生物体内的代谢产物来揭示生物体的代谢状态和变化。
代谢组学技术在生物医学、农业和环境科学等领域都有广泛的应用,因其独特的优势和潜力而备受关注。
虽然在应用过程中仍面临一些挑战,但随着技术的不断改进和发展,代谢组学技术将会在各个领域发挥更大的作用,为我们理解生物过程和改善生活品质提供更多的机会。
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系统生物学的飞速发展促使科学研究体系发生了巨大变化,研究理念从以往的“个体论”过渡到当今的“整体论”。
而各种“组学”的研究也应运而生,代谢组学即是其中一个重要分支。
代谢物是细胞生理活动的最终产物。
当细胞所处环境发生变化,如遗传信息改变、毒物药物作用、细菌病毒侵入等时,均会使细胞产生的内源性生物小分子发生相应变化,而代谢组学就是通过研究这些小分子物质来推断生物系统对基因或环境变化而产生的最终应答[1-4]。
代谢组学作为一门新兴学科,已广泛应用于毒理学研究、药物研发、疾病的诊断和治疗等方面。
与此同时,代谢组学的分析技术也随着研究的深入而不断发展。
代谢组学的概念早在1983年,Nicholson等[5]首先应用核磁共振氢谱(1H NMR)来检测血浆、血清中的小分子代谢物。
而直到1999年,Nicholson等[6]才正式将代谢组学定义为,以动物的体液和组织为研究对象,研究生物体对病理生理刺激或基因修饰产生的代谢物质其质和量的动态变化,关注的对象为相对分子质量在1000以下的小分子化合物。
2000年,Fiehn等[7]正式提出“代谢组学(metabolomics)”这个名词。
Fiehn[3]将生物体系的代谢产物分析分为4个层次。
①代谢物靶标分析:可对代谢物组中某一个特定的组分进行分析,主要用于筛选和要求高灵敏度物质的分析。
②代谢物谱分析:可对一种特定的代谢物进行分析,如碳水化合物、氨基酸等,主要在药物研究中描述特定化学药品分解代谢途径[8]。
代谢物谱这个概念目前应用已十分广泛,甚至已代替原有的“代谢组学”概念[9]。
③代谢物组分析:可在限定条件下对特定生物样品中所有代谢物组分进行定性和定量分析。
代谢物组包括细胞内代谢物及细胞外液代谢物,必须要有严格的样品制备和分析技术。
④代谢物指纹分析:细胞产生的代谢物通过核磁共振(NMR)或质谱(MS)分析,得到的光谱就是这个代谢物的“指纹”。
这种分析方法不分离鉴定具体单一组分,只是对样品进行快速分类。
代谢组学相关技术及进展代谢组学研究过程包括3个步骤,即样品的制备、代谢物的分离和检测、数据分析及模型的建立[10]。
一、代谢组学的研究样品因尿液、血清或血浆包含上百种待测物质,获取途径也较方便,已成为目前代谢组学研究中最常用的样本[11],其他如脑脊液、胆汁、消化液、唾液、精液、羊水等,亦可作为代谢组学研究的样本。
血液样本反映机体对病理或生理刺激的瞬时信息,评价机体的动态平衡。
尿液标本常包含一段时间内产生的代谢信息,反映机体当前的生理或病理状态、生物学年龄,也可预测各种先天不足或外环境影响的致病率。
组织包含的代谢物可帮助判断该组织所属器官发生生物学进程改变后所产生的分子信息,因此可用来解释机体如何对刺激作出生化应答[11]。
当然,因为样本的制备过程及获取途径不同,选取不同样本,得到的数据会有相应差异。
如在血制品中,血浆和血清都可作为代谢组学的研究样本。
Liu等[12]通过气相色谱-飞行时间质谱(GC-TOF-MS)方法分别检测血清和血浆中的代谢物谱,发现在血清或血浆的准备过程中,血液的待检时间会影响代谢物的峰面积。
这对血浆的影响更大,等待时间越长,血清中某些代谢物含量会显著增高,而血浆中则大大减少,故认为血清更适合作为代谢组学的研究样本。
样品存储也是代谢组学研究中一个重要的环节,主要目的就是尽可能保留最原始的代谢信息,避免实验误差。
最佳保存方式是液氮或-80℃的低温冰箱。
二、代谢产物分析技术NMR光谱技术和MS技术是目前最常用的2种代谢组学分析方法。
1.NMR光谱:NMR技术是最早被用于代谢组学研究的技术之一[5],其利用原子核在磁场中的能量变化来获得相关核信息。
目前常用的有1H-NMR、碳谱(13C-NMR)和磷谱(31P-NMR),其中以1H-NMR应用最为广泛[13]。
NMR技术几乎不需要进行样品前处理,可快速对样本进行分析,即使样本量极少,也可获得大量信息[14]。
NMR为非侵入性操作,不破坏样本,是现有代谢组学分析技术中唯一能用于活体和原位研究的技术。
同时利用NMR弛豫特性·综述·代谢组学分析技术的新进展邱青青,燕敏,李琛(上海交通大学医学院附属瑞金医院外科,上海200025)关键词:代谢组学;分析技术;核磁共振氢谱中图分类号:R364.2文献标识码:C文章编号:1671-2870(2011)01-0082-04基金项目:上海市自然科学基金(10411967000)通讯作者:李琛E-mail:leechendoc@和代谢物弥散的差异,可通过代谢物谱编辑技术,在不分离样本的条件下分离不同信号[15]。
NMR技术可对一个样本中所有代谢物进行相同灵敏度的检测,即能对生物样品进行动态检测。
基于上述优势,NMR被广泛地应用于疾病诊断和治疗[16-17]、药物研发[13]、营养和毒理等领域。
NMR技术最大的不足在于灵敏度低。
因其检测过程中省略了前期分离的步骤,故检测样本中包含了一部分电噪声和化学干扰。
近年来,对于这个问题,也有人提出通过降低样本中的电噪声和化学干扰以改进样本的信噪比,来提升NMR的灵敏度[1]。
与此同时,NMR技术本身也在不断发展[9]。
针对不同的样品及检测方式,目前常用的有活体定域MR谱、原位活体组织萃取液的高分辨1H NMR谱、原位活体组织的高分辨魔角旋转1H NMR谱(high resolution-magic angle spinning1H NMR spectroscopy of intact tissue biopsy samples,HR-MAS1H NMR)和生物体液的立体高分辨1H NMR谱等。
随着这些技术的应用,大大拓展了代谢组学的实际应用,尤其适用于肿瘤的早期诊断和预后检测[18]。
Yang等[19]应用HR-MAS1H NMR技术对人肝细胞性肝癌进行检测,发现肿瘤组织与邻近正常组织的代谢物有显著差异,肿瘤组织中乳酸、谷氨酸、谷氨酰胺、甘氨酸、亮氨酸、胱氨酸、胆碱代谢物、磷酸乙醇胺等水平都明显升高,而三酰甘油、葡萄糖、糖原等水平明显下降。
同样,在非肝硬化组织、肝硬化组织及低分化肿瘤组织的代谢物也各有不同。
2.MS:MS是一种与光谱并列的谱学方法,基本原理是将样品中各组分电离成离子束,进入质量分析器聚集而得到MS图谱,以确定其质量。
MS与NMR相比,其优势在于灵敏度高、分辨率高及特异性强[20],但对样品处理的要求较高,因此需联合色谱技术对样品进行前期分离。
根据样本的性质及待检代谢物的不同,通常采用液相色谱(liquid chromatography,LC)和气相色谱(gas chromatography,GC)及毛细管电泳(capillary electrophoresis,CE)。
(1)GC-MS联用:GC技术是以气体作为流动相的色谱法,常用于分离挥发性化合物,其分离效率高、样品用量少、检测灵敏度高、选择性好、应用范围广,常与MS联用,广泛应用于代谢组学的研究领域,如代谢物谱的分析[21]。
(2)LC-MS联用:LC技术是以液体作为流动相的色谱法,适用于分离低挥发性或非挥发性、热稳定性差的物质。
GC不能由色谱图直接给出未知物的定性结果,而必须由已知标准作对照定性,LC可弥补这一不足。
LC中,现广泛应用的有高效液相色谱(high performance liquid chromatography,HPLC)法,其是在液相柱色谱系统中加上高压液流系统,使流动相在高压下快速流动,以提高分离效果;还有超高效液相色谱法(ultra-performance liquid chromatography,UPLC),可使其分离效率、峰容量及灵敏度明显提高[20]。
(3)CE-MS联用:CE是以毛细管为分离通道,在高压直流电场的驱动下,样品的各种离子开始迁移,根据离子的迁移速度、电荷及颗粒大小对样本中各组分进行分离,是目前最有效的分离技术。
CE技术可同时检测多种样品,其所需样品量少、分析速度快、分离效率高、应用范围广等特点[22]使CE-MS在近年来的代谢组学研究中越来越得到重视[23-24]。
但常用的色谱质谱联用技术无疑都需对样本进行前期处理,而样本经过分离可能降低信息通量,甚至导致样品的降解、变质或污染,使检测精度受到影响[25]。
MS技术也在不断发展,除了简化样本的分离过程,还为满足越来越大的信息需求而创造不同的分析平台。
气压电离傅里叶变换质谱(atmospheric pressure ionization Fourier transform mass spectrometry,FT-MS)就是近几年比较流行的一种用于代谢组学研究的质谱技术。
FT-MS是基于离子在一个均匀磁场中的回旋运动,当离子的回旋频率与激发频率发生共振时,离子将加速至一个较大的半径回旋,从而产生可被接受的电流信号。
所检测到的信号再经傅里叶变换处理,转变为我们所需的质谱图。
FT-MS技术的应用无需样品分离步骤[14];同时,其具有超高的分辨率,检测误差仅为百万分之一甚至更小[26]。
Han等[27]同时采用FT-MS与LC-MS检测人血浆中的胆碱含量,发现应用FT-MS检测单一样本仅用时3min,且只需原样本量的1/500。
基于表面质量分析也越来越得到关注,其中基质辅助激光解析飞行时间质谱(matrix-assisted laser desorption ionization time-of-flight mass spectrometry,MALDI-TOF-MS)是最主要的一种分析技术。
基质辅助激光解析电离(MALDI)的原理是通过激光照射样品与基质形成的共结晶薄膜,基质吸收激光能量后均匀地传递给生物分子,使其离子化;目的是保护生物分子不会因为过强的激光能量导致生物样本被破坏,因此是一种软电离方式。
再根据离子加速后到达检测器的飞行时间(TOF)的不同而被检测得到峰谱。
该技术适用于混合物及生物大分子的测定,具有高质量范围、高灵敏度、高准确率、高分辨率及大信息量等特点[28]。
Seng等[29]认为,这项革命性技术相较传统分子诊断技术能更方便、快捷地进行病原学诊断。
然而,基质结晶大小限制了组织成像的空间分辨率,阻碍了这项技术的进一步发展。
因此,新型的非基质辅助质谱技术逐渐开展,如二次离子质谱(SIMS)、解析电离质谱(desorption electrospray ionization,DESI)、激光消融电离质谱(LAESI)、硅表面解析电离质谱(DIOS)等。
近年来,一种新型技术———纳米起始物质谱(nanostruc-ture-initiator mass spectrometry,NIMS)技术崭露头角。