代谢组学的研究方法和研究流程精品PPT课件

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代谢组学的研究方法和研究流程-PPT

代谢组学的研究方法和研究流程-PPT

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• 优点:能够对样品实现非破坏性、非选择 性分析。它是唯一既能定性, 又能在微摩 尔范围定量有机化合物的技术。
• 缺点:灵敏度相对较低, 不适合分析低浓 度代谢物。
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代谢组学的研究流程
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代谢组学研究流程
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代谢组学各分析流程技术
样品的提取
自动进样 样品预处理
化合物的分离
检测及鉴定
数据分析与可 视化,建模与 仿真
固相微萃取 固相萃取 亲和色谱
气相色谱 液相色谱 毛细管电泳
光谱 质谱 核磁共振 电化学
生物信息学 化学信息学 化学计量学 计算生物学
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2024/1/3
代谢组学的研究流程
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结束
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代谢组学的研究方法
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代谢产物分析4个层次
• 代谢物靶标分析。对个别特定组分分析。 • 代谢轮廓分析。对预设组分的分析。 • 代谢组学。特定样品中所有代谢物分析。 • 代谢指纹分析。比较代谢物指纹图谱。
2024/1/3
真正意义的代谢组学研究。 预处理和检测技术需满足高 灵敏度、高选择性和高通量 的要求。需要对获得的数据 进行解析。
Mass Selective Detector
MS
Mass Spectrometer
A B C D
Identification
• 优点:集色谱法的高分离能力和质谱法的结构鉴
定能力于一体 , 灵敏度高,可检测到大量低含量 的小分子代谢产物。
• 缺点:无法分析热不稳定性的物质和分子量较大
的代谢产物。
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《植物代谢组学》课件

《植物代谢组学》课件

代谢物的提取与分离
提取方法
根据不同植物组织和代谢物的特性,选择合适的溶剂进行提 取。
分离纯化
通过色谱、电泳等技术对提取的代谢物进行分离纯化,提高 检测的准确性。
代谢物的检测与分析
检测方法
采用质谱、核磁共振等技术对分离纯化的代谢物进行检测。
数据分析
对检测到的代谢物进行定性和定量分析,确定其分子量和组成。
数据处理与解析
数据预处理
对原始数据进行清洗、去噪和归一化 处理,提高数据质量。
统计分析
采用统计分析方法,对数据进行深入 挖掘和解析,揭示代谢物之间的相互 关系和变化规律。
植物代谢组学的应
03

在植物生理生化研究中的应用
代谢物鉴定与分类
通过代谢组学方法,对植物中的代谢物进行鉴定和分类,有助于深入了解植物的生理生化过程。
随着研究的深入,人们将更加关注植物代谢物在环境和生 物胁迫下的动态变化,揭示其在植物生命活动中的调控机 制。
未来植物代谢组学的研究将更加注重实际应用,将研究成 果转化为农业生产中的实用技术和方法,为农业可持续发 展提供有力支持。
THANKS.
VS
生物农药与生物肥料开发
通过代谢组学技术分析植物与微生物之间 的相互作用,有助于开发新型生物农药和 生物肥料,促进绿色农业的发展。
植物代谢组学的研
04
究展望
提高检测灵敏度与特异性
总结词
随着代谢组学技术的发展,提高检测灵敏度 和特异性是未来的重要研究方向,这将有助 于发现更多低丰度代谢物,更准确地解析植 物代谢过程。
特点
具有系统性、复杂性、动态性等 特点,能够全面揭示植物体内代 谢物质的变化规律,为植物生理 生化研究提供有力支持。

代谢组学ppt课件

代谢组学ppt课件
簇类分析(Hierarchical Cluster Analysis ,HCA) 簇类的独立软模式分类法(Soft In- dependent Modeling of Class Analogy, SIMCA)、PLS-DA (PLSDiscriminant Analysis) 、人工神经网络 (Artificial Neural Network,ANN) 等
4
2 代谢组学的概念
在新陈代谢的动态进程中,系统地研究代 谢产物的变化规律,揭示机体生命活动代 谢本质的科学。
5
Metabonomics ---英 Jeremy K.Nicholson 20世纪
90年代
生命体系对病理生理刺激或遗传改造所产生的 动态,多指标代谢响应的定量测定.
Metabolomics ---Oliver Fiehn需要,可将 组织行甲醇除蛋白、庚烷除脂肪及冻干等处 理),加至质谱仪,经历汽化,离子化、加速分离 及检测分析后即可得出相应代谢产物或是代谢 组的图谱。图谱中每个峰值对应着相应的分子 量,结合进一步的检测分析可以部分鉴定出化 学成分以及半定量关系。
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(3)常用的其他一些分析技术
代谢产物的检测、分析与鉴定是代谢组学 技术的核心部分,最常用的方法是有两种
NMR 质谱(MS)
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(1)核磁共振技术
原理
核磁共振技术核磁共振是原子核的磁矩在恒定 磁场和高频磁场同时作用,且满足一定条件时 所发生的共振吸收现,是一种利用原子核在磁 场中的能量变化来获得关于核信息的技术. 生 命科学领域中常用的有三种
气相色谱(GC) 高效液相色谱仪(HPLC) 高效毛细管电泳(HPCE)
往往与NMR或MS技术联用,进一步增加其灵敏性。 敏感性及分辨率提高,“假阳性”率也就越大

《代谢组学许国旺》课件

《代谢组学许国旺》课件
许国旺教授的学术贡献
许国旺教授的生平简介
出生地与出生日期
工作经历
许国旺教授出生于中国浙江省,具体 的出生日期为XXXX年XX月XX日。
许国旺教授在XXXX年开始其教学生 涯,先后在XXXX大学和XXXX大学任 教。
教育背景
许国旺教授在XXXX年毕业于XXXX大 学,获得学士学位。之后,他前往 XXXX留学,获得博士学位。
代谢组学在生物医学领域的应用
代谢组学在疾病诊断中的应用
代谢组学在疾病诊断中具有重要作用, 通过对生物体代谢产物的检测和分析, 可以发现异常代谢标志物,为疾病的早 期诊断提供依据。
代谢组学技术可以检测血液、尿液等生物样 本中的代谢产物,通过比对正常与异常代谢 产物的差异,有助于发现潜在的疾病风险和 早期预警指标。
体外研究方法包括代谢组学高通量筛 选、代谢组学生物信息学分析、代谢 组学单细胞分析等。这些方法可以帮 助研究者从更宏观的角度了解生物体 的代谢变化,从而为药物研发、疾病 诊断和治疗提供有力支持。
代谢组学的研究技术
代谢组学的研究技术主要包括色谱法、质谱法、核磁 共振波谱法、毛细管电泳法等。这些技术可以帮助研 究者分离和鉴定生物体内的代谢产物,从而了解生物 体的代谢机制和调控规律。
代谢组学的研究内容
01
代谢产物的检测与 分析
研究生物体在不同生理或病理状 态下代谢产物的种类、含量及其 变化规律。
02
代谢调控机制
探讨基因、酶、激素等对代谢过 程的调控作用,以及代谢产物之 间的相互作用。
03
生物标记物的发现 与应用
寻找与疾病发生、发展相关的代 谢标记物,为疾病的早期诊断、 治疗和预后评估提供依据。
代谢组学研究的伦理和社会问题
随着代谢组学的广泛应用,涉及的伦理和社会问题也逐渐凸显,需 要加强相关法规和伦理规范的建设。

代谢组学:基于质谱的研究方法PPT课件

代谢组学:基于质谱的研究方法PPT课件

2021
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三、发现代谢组学
4、安捷伦GC/MS 在发现代谢组学中的应用
在 解释 方面:
安捷伦Mass Prof iler 专业软件的通路分析功能,可以利用 已知的或独特的、用户基于已有数据设定的通路进行解释,大 大简化了这一过程
2021
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三、发现代谢组学
5、LC/MS 在发现代谢组学中的应用
3、代谢组学的挑战
1、典型的代谢组学实验需大量样品才能得到精确统计的结果
2、代谢组学研究通常需要多种技术;某种类型的样品往往比其 他样品更适合采用某种特定的分析技术
3、需要高度灵敏和精确的仪器
4、强大的软件工具对处理实验所产生的大量数据非常重要 处理GC/MS 和LC/MS 数据的色谱解卷积程序、寻找有意义
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三、发现代谢组学
5、LC/MS 在发现代谢组学中的应用
在 解释 方面:
安捷伦Mass Prof iler 专业软件的通路分析功能,可以利用已 知的或独特的、用户基于已有数据设定的通路进行解释,大大 简化了生物通路过程
2021
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三、发现代谢组学
2、代谢谱分析,寻找有统计学意义的代谢物
分析重现性对表达谱分析至关重要------分析变异越小, 所需的重复数就越少
代谢谱分析是经过复杂的特征提取,对已知代谢物进行 靶向代谢谱分析,以寻找意外的代谢物------代谢物以其分子 特征为标志表示,包括保留时间、质量或质谱图及丰度
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二、GC-MS和LC-MS
4、GC/MS 分析
EI源的缺点 EI 电离经常会导致分子离子的丢失------找不到匹配
的EI谱------缺少的分子离子的质量信息将使可能的化合物的数 量变得非常庞大

《代谢组学介绍》课件

《代谢组学介绍》课件

代谢组学的研究内容
代谢产物的检测与
鉴定
通过高通量检测技术,对生物体 内的代谢产物进行定性和定量分 析,了解代谢产物的种类和含量 。
代谢产物的变化规

研究生物体在生理、病理或环境 因素刺激下,代谢产物的变化规 律及其与生物功能的关系。
代谢调控机制
探讨代谢产物的合成、分解、转 化等过程,揭示代谢调控的机制 和规律。
跨学科融合
代谢组学与生物信息学、人工智能等领域的交叉融合,将有助于从海量数据中挖掘出更 具有预测性和指ห้องสมุดไป่ตู้意义的生物标志物。
应用领域拓展
代谢组学在药物研发、毒理学、营养学等领域的应用将不断拓展,为相关领域的研究提 供新的思路和方法。
未来代谢组学的研究方向
提高检测灵敏度和特异性
进一步改进和完善代谢组学技术,提高检测灵敏度和特异性,是未 来研究的重要方向之一。
代谢组学研究的新方法与新技术
代谢组学研究的新方法
随着技术的不断发展,代谢组学研究的方法也在不断更新。近年来,新的研究方法如基于质谱的代谢组学、核磁 共振代谢组学和代谢组学数据分析方法等得到了广泛应用。这些新方法提高了代谢组学研究的灵敏度、特异性和 可重复性,为代谢组学研究提供了更可靠的工具。
代谢组学研究的新技术
代谢组学在个体化医疗和精准医学方 面具有广阔的应用前景。通过对个体 代谢产物的差异进行分析,可以为个 体化医疗和精准医学提供更准确的诊 断和治疗方案。
代谢组学与其他领域的交叉研究
营养学与代谢组学
营养学与代谢组学的交叉研究对于了解营养物质在生物体内的代谢过程和作用机制具有重要意义。通 过代谢组学的研究,可以深入了解不同营养物质对生物体代谢的影响,为营养学提供更科学的基础。

代谢组学医学课件

代谢组学医学课件
发展和转移的关系。
通过代谢组学的研究,可以发现癌症的早期预警标志物、疗效评估指标 以及潜在的治疗靶点,为癌症的诊断和治疗提供新的思路和方法。
糖尿病代谢组学研究
糖尿病代谢组学研究主要关注糖代谢、脂肪代谢、蛋 白质代谢、维生素和矿物质代谢等方面的变化,以及 这些变化与糖尿病并发症的关系。
单击此处添加正文,文字是您思想的提一一二三四五 六七八九一二三四五六七八九一二三四五六七八九文 ,单击此处添加正文,文字是您思想的提炼,为了最 终呈现发布的良好效果单击此4*25}
代谢组学实验设计原则
01
02
03
04
样本代表性
选择的生物样本应具有代表性 ,能够反映整体群体的代谢特
征。
实验可重复性
实验设计应确保可重复性,以 便验证结果的可靠性和稳定性

控制无关变量
应控制实验中的无关变量,以 减小其对实验结果的影响。
对照设置
合理设置对照组,以便更好地 比较不同组之间的代谢差异。
质谱技术(MS)
通过测量代谢产物的质量,来确定其成分和结构,具有高灵敏度和高 分辨率的特点。
气相色谱-质谱联用技术(GC-MS)
结合了气相色谱的分离能力和质谱的鉴定能力,适用于复杂生物样本 中代谢产物的分析。
高效液相色谱-质谱联用技术(LC-MS)
适用于分析热不稳定、极性或大分子量代谢产物,具有高分离效能和 鉴定能力。
THANKS
谢谢您的观看
探索代谢组学与其他组学的整合分析方法
代谢组学研究需要与其他组学研 究相结合,以更全面地了解生物
系统的复杂性和动态性。
探索代谢组学与基因组学、转录 组学、蛋白质组学等其他组学的 整合分析方法,建立多组学数据
分析平台。

代谢组学的应用PPT课件

代谢组学的应用PPT课件
(四)数据分析与表征
①主成分分析技术(PCA) ②偏最小二乘法-判别分析技术(PLS-DA)
一、代谢组学概况
(五)代谢通路分析
代谢组学通过代谢产物的量化表达来追踪机体 固有代谢通路的变化,以通过代谢通路的调节表 达规律来阐明机体生理病理变化的实质和规律。
(六)代谢组学涵盖以下几个层次:
①代谢物靶标分析; ②代谢产物谱分析; ③代谢指纹图谱分析; ④代谢组学分析; ⑤代谢表型分析;
三、代谢组学在中药领域的应用
5 代谢组学与中药单味药和方剂的研究
目前,代谢组学在中药单味药研究中应用比较广泛,应用代谢组 学的方法可以推测发生改变的内源性代谢物和发生异常的代谢通路, 从而阐明药物的作用机制。
中药方剂通过多途径、多靶点的协同、将药效进行整合,从而在 一些 复杂疾病的治疗中体现出优于单成分、单靶点药物的疗效优势, 但其作用机制不明,这也是制约其发展的瓶颈。利用代谢组学的整 体综合信息来研究方药的作用机制具有优势。
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筛选中药种质资源
生物的个体特征除决定于先天遗传因素外,还受其存环境的诸多影 响,这些内外因素决定了生物个体的总体特征——代谢表型。应用代 谢组学技术研究中药种质资源代谢表型,将为中药资源的可持续发展 和利用提供科学根据和保障。
展望:
进入后基因组时代后,代谢组学作为一门新技术在 中医药方面的重要性越来越明显。同时代谢组学在方 法学上具有融整体、动态、综合、分析于一体的特点, 符合中药整体性原则。可以预见,代谢组学将成为中 药现代研究的一种重要的技术手段。
代谢组学研究可对各原料药有效成分进行动态监测,从而克服采 用不同原料药材的中药成品质量不稳定的弊端,并对道地药材进行指纹 图谱水平鉴别。

代谢组学与中药整体疗效、药效物质基础及 作用机制的研究
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生物信息学 化学信息学 化学计量学 计算生物学
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结束语
当你尽了自己的最大努力时,失败也是伟大的 ,所以不要放弃,坚持就是正确的。
When You Do Your Best, Failure Is Great, So Don'T Give Up, Stick To The End
谢谢大家
荣幸这一路,与你同行
(HPLC,GC),其中以NMR为主
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特点
1. 关注内源化合物
2. 对生物体系的小分子化合物进行定量定性研究
3. 上述化合物的上调和下调指示了与疾病、毒性、 基因修饰或环境因子的影响
4. 上述内源性化合物的知识可以被用于疾病的诊断 和药物筛选。
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代谢组学的研究方法
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代谢产物分析4个层次
• 代谢物靶标分析。对个别特定组分分析。 • 代谢轮廓分析。对预设组分的分析。 • 代谢组学。特定样品中所有代谢物分析。 • 代谢指纹分析。比较代谢物指纹图谱。
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概述
• 代谢组学是效仿基因组学和蛋白质组学的研究思想,对生物体 内所有代谢物进行定量分析,并寻找代谢物与生理病理变化的 相对关系的研究方式,是系统生物学的组成部分。
• 其研究对象大都是相对分子质量1000以内的小分子物质。 • 先进分析检测技术结合模式识别和专家系统等计算分析方法是
代谢组学研究的基本方法。 • 其样品主要是动植物的细胞和组织的提取液。 • 主要技术手段是核磁共振(NMR)、质谱(MS)、色谱
• 缺点:灵敏度相对较低, 不适合分析低浓 度代谢物。
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代谢组学的研究流程
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代谢组学研究流程
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代谢组学各分析流程技术
样品的提取
自动进样 样品预处理
化合物的分离
检测及鉴定
数据分析与可 视化,建模与 仿真
固相微萃取 固相萃取 亲和色谱
气相色谱 液相色谱 毛细管电泳
光谱 质谱 核磁共振 电化学
真正意义的代谢组学研究。 预处理和检测技术需满足高 灵敏度、高选择性和高通量 的要求。需要对获得的数据 进行解析。
2021/1/24
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目前最常用的分离分析手段是: 气相色谱与质谱联用(GC—MS) 液相色谱与质谱联用(LC—MS) 毛细管电泳与质谱联用(CE—MS) 核磁共振(NMR)
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GC-MS
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气相色谱原理:气相色谱的流动向为惰性气体,
气-固色谱法中以表面积大且具有一定活性的吸附剂 作为固定相。当多组分的混合样品进入色谱柱后, 由于吸附剂对每个组分的吸附力不同,经过一定时 间后,各组分在色谱柱中的运行速度也就不同。吸 附力弱的组分容易被解吸下来,最先离开色谱柱进 入检测器,而吸附力最强的组分最不容易被解吸下 来,因此最后离开色谱柱。如此,各组分得以在色 谱柱中彼此分离,顺序进入检测器中被检测、记录 下来。
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GC-MS的基本流路图
GC
接口
MS
真空系统
数据处理
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GC-MS联用仪器
1.0 DEG/MIN
Sample
AD CB
AC
DB
HEWLETT PACKARD
5890
Gas Chromatograph (GC)
B
A
CD
Sample
Separation
HEWLETT 5972A PACKARD
Mass Selective Detector
代谢组学的研究方法和研究 流程
生物化学与分子生物学
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2
主要内容
• 定义 • 概述 • 特点 • 研究方法 • 研究流程
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定义
代谢组学(metabonomics)是指通过组群指标分 析,进行高通量检测和数据处理,研究生 物体整体或组织细胞系统的动态代谢变化, 特别是对内源代谢、遗传变异、环境变化 乃至各种物质进入代谢系统的特征和影响 的学科。
磁场中的自旋核,且射频的能量正好等于 核磁矩不同取向的能级差时,低能级的核 将吸收射频跃迁致高能态 — 核磁共振现象。
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• 共振条件:
(1) 核有自旋(磁性核) (2)外磁场,能级裂分;
(3)照射频率与外磁场的比值0 / B0 = / (2 )
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• 优点:能够对样品实现非破坏性、非选择 性分析。它是唯一既能定性, 又能在微摩 尔范围定量有机化合物的技术。
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质谱原理:质谱分析是一种测量离子荷质比
(电荷-质量比)的分析方法,其基本原理 是使试 样中各组分在离子源中发生电离,生成不同荷质 比的带正电荷的离子,经加速电场的作用,形成 离子束,进入质量分析器。在质量分析器中,再 利用电场和磁场使发生相反的速度色散,将它们 分别聚焦而得到质谱图,从而确定其质量。
It'S An Honor To Walk With You All The Way
演讲人:XXXXXX 时 间:XX年XX月XX日
MS
Mass Spectrometer
A B C D
Identification Nhomakorabea14• 优点:集色谱法的高分离能力和质谱法的结构鉴
定能力于一体 , 灵敏度高,可检测到大量低含量 的小分子代谢产物。
• 缺点:无法分析热不稳定性的物质和分子量较大
的代谢产物。
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NMR
16
核磁共振基本原理:当以射频照射外
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