離子淌度質譜多維代謝物鑒定新技術

作者： 2020年09月08日來源：中國儀表網瀏覽量：

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生命需要時刻與外界進行物質和能量的交換，這一交換的途徑就是新陳代謝。作為細胞中所有生物化學反應的集合，新城代謝代表了細胞的實時功能，因此分析新陳代謝產物的數據就可以了解細胞的健康狀況

　　生命需要時刻與外界進行物質和能量的交換，這一交換的途徑就是新陳代謝。作為細胞中所有生物化學反應的集合，新城代謝代表了細胞的實時功能，因此分析新陳代謝產物的數據就可以了解細胞的健康狀況。

　　在細胞中進行的生物化學反應不止一種，新陳代謝的產物也十分復雜，目前仍有許多代謝物未被鑒定。研究代謝產物的代謝組學可以分為非靶向代謝組學和靶向代謝組學兩類。靶向代謝組學針對特定的代謝物進行檢測，而非靶向代謝組學則是無偏向地檢測樣本中所有能檢測到的代謝物分子。

　　代謝物鑒定是非靶向代謝組學的重點，也是代謝組學研究的難點。代謝物鑒定的一般方法是利用串聯質譜(MS/MS)分析獲得樣品的二級碎片譜圖與標準質譜庫的譜圖匹配。但是標準質譜庫的覆蓋范圍有限，難以注釋未知代謝物。

　　為了更好地解決代謝物的鑒定問題，中國科學院上海有機化學研究所生物與化學交叉研究中心的課題組發展了基于離子淌度質譜的碰撞截面積數據庫(AllCCS)，并開發出基于離子淌度質譜的多維代謝物分析技術，用于生命體內已知和未知代謝物的化學結構鑒定。

　　離子淌度質譜(離子遷移質譜IM-MS)是將離子淌度分離與質譜聯用的一種新型二維質譜分析技術。離子淌度分離原理是基于離子在飄移管中與緩沖氣體碰撞時的碰撞截面不同，離子可按大小和形狀進行分離。離子淌度給傳統質譜增加了新的分離維度，信噪比提高，使質譜分析可提供精確質量數(MS1)、二級碎片譜圖(MS/MS)和碰撞截面積(CCS)數據等多個維度信息。

　　研究人員建立了一個碰撞截面積(CCS)數據庫AllCCS，其中收錄了實驗獲取的5000多個CCS值和約1200萬個預測CCS值。并且研究人員還開發了集成的多維匹配策略以對基于IM-MS的非靶向代謝組學中的已知和未知代謝物進行注釋。同時該課題組進一步開發了基于離子淌度質譜的多維代謝物鑒定技術，可提升已知代謝物鑒定的準確性，并能用于未知代謝物鑒定，為未知代謝物的鑒定提供了新方法。

　　代謝組學借鑒了蛋白質組和基因組的研究思想，與后兩者相比，代謝組與細胞結構和功能之間的關系更直接，數據量也相對較少，在生命科學研究中將發揮越來越大的作用。代謝物鑒定技術的發展為代謝組學研究突破瓶頸提供了重要的幫助，而新數據庫的建立更是為后續研究提供極大的便利。這些都將帶動生命科學的發展，讓我們對細胞功能和疾病有更深入的了解。

　　資料來源：中科院

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