引言:代謝組學旨在表征和定量生物系統中的完整小分子代謝通路或 代謝物組。代謝物組包含小分子多元混合物(包括氨基酸、糖 和磷酸糖、生物胺和脂質)。非靶向代謝組學挑戰性,因 為其要求定性和定量上百個不同種類化合物,而有關這些代謝 物的經驗知識有限。因此,有必要使用一個既可以以非靶向的 方式靈敏檢測特定分子,又可以提供質量數信息,用于確 認未知物并對其進行結構解析的檢測系統。
氣相色譜質譜聯用儀(GC-MS)基于其自身的優點經常用于 代謝組學分析,尤其是其色譜分辨率、重現性、峰容量和便于 使用的質譜庫。GC為非靶向代謝組學中生物標志物的發現提 供了的色譜分離能力,但是,由于目前缺乏質譜儀的 支持,從而限制了提供用于分析復雜樣品(例如,哺乳動物的 肌肉組織)的動態范圍、質量數和掃描速度。鑒于大部分 重要代謝物的極性特征,必須將其衍生化,以使其有效揮發, 從而確保得到良好的色譜分離。代謝組學分析尤其是臨床代謝 組學要求高通量和先進的自動化技術。
本項研究展示了新型 Thermo Scientific™ Orbitrap™ GC-MS 完整非靶向代謝組學工作流程,檢測了大鼠模型中的生物標記 物,以判定其死亡時間。死亡時間(PMI)推斷是法醫調查中 一項關鍵也是困難的任務,尤其當尸體溫度與周圍環境溫 度達到平衡后。由于當前用于確定 PMI 的方法不精que性且以 目視檢查尸體為主。因此,建立一種實驗方法,使用耐用生物 標志物推斷死亡時間可輔助法醫調查。
該 GC-MS 裝置使用基于 Orbitrap 的檢測器,得到超高質量數分辨率、亞 ppm 質量數精度、寬動態范圍以及一定的掃描 速度,用于有效定量極復雜代謝組學樣品。高分辨率、穩定的 質量數精度和快速的掃描速度是進行穩定的數據解卷積的關 鍵因素,以檢測重疊 TIC 峰中的化合物,進行非靶向代謝組 學分析。電子轟擊電離(EI)裂解模式也適合基于應用廣泛的 NIST 庫和 Wiley 庫進行匹配,以識別化合物,同時為更深入的 表征提供質量數。
儀器和方法設置: 樣品制備 從各個大鼠腿部肌肉組織切片取樣,以時間順序增加進行尸檢 及采樣。采用氯fang/甲醇/水(1:3:1)提取經勻質的組織切片中 的代謝物,在冰塊下孵育 1 小時。蛋白質和 DNA 進行離心沉 淀。去除上清液,貯藏在 -80 ℃ 條件下備用。
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