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代谢组学研究的影响因素与降低生物化学和化学...（二）

2020.5.18

组分提取软件的数据处理工作流程如图 4 所示。该软件能像分析人员一样解析数据，批量处理各个数据文件，而不是单独处理，并将每次运行得到的信息用于验证下一次运行获得的信息。按照这种方式，由于每种组分在数据集中的最大浓度点定义，从而大大减小了数据缺失值现象。同样的组分在低浓度样品中时，可以采用更靶标性的方法实现鉴定和定量。

实验得到高度简化的数据。数据处理去除了系统产生的大量噪音，得到了更严格的统计学分组和更可靠的差异分析和组分推断结果。

表 1 中的大鼠研究实验用于监测禁食对大鼠代谢过程的影响。图 5 显示了喂养大鼠控制样组、混合 QC 样和禁食 4、12 和16小时血清样主成分分析（PCA）的高质量聚类分析结果。结果清晰地显示了喂养和禁食大鼠血清代谢组的区别，以及不同禁食时间的代谢组差异。图6 显示了随禁食时间变化增加（Met 甲硫氨酸，20:4 FA 二十碳四烯酸）和减少（Pro 脯氨酸， 18:2 LPC 溶血磷脂酰胆碱）的代谢物。如图6 所示，混合血清 QC 重复样中的每种代谢物均呈现极佳的重现性。因此，没有必要做技术性重复样。图 7 说明在实际 LC-MS 分析中，尽管正离子和负离子模式的运行时间相隔 30 小时，血清中尿酸的测定结果在两种模式下仍然一致。研究证实，该 LC-MS 平台和方法非常耐用。从而推断生物多变性是这些数据中噪音的主要来源。

结论

Q Exactive Focus 质谱仪为非靶标代谢组学研究提供了一种精密和耐用的平台。此平台拥有与 UHPLC 兼容的超快扫描速度，能在外标法校准后的相当长时间内，在正离子和负离子两种模式下均保持优异的质量数准确度和响应值稳定性。不需要做技术性重复样。高达 70,000 FWHM 的分辨能力能测定精细同位素轮廓，有助于清晰地推断元素组成。若要消除研究中大量的噪音干扰，可以采用 SIEVE 软件中的智能化数据简化工具来实现化学噪音的显著降低。此外，系统化的研究有助于生物噪音的表征，同时代谢组学预筛选功能帮助鉴定出生物离群值，从而确保整个研究的一致性。

如本研究所示，禁食是模型设计中的一个显著变量，禁食数据有助于分析很多由药物引起的代谢物变化。研究发现，大鼠禁食对代谢轮廓分析有着深远的影响。虽然大多数代谢变化

在一定程度上是比较细微的，但是禁食能突显或掩盖掉一些药物引起的代谢影响。

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