气相色谱-质谱联用技术及其在代谢组学中的应用

代谢组学是以高通量、高灵敏度、高分辨率的现代仪器分析方法为手段,对细胞、体液、组织中所有代谢物进行无偏向的定性与定量分析的一门学科。气相色谱-质谱联用技术具有较高的检测灵敏度和鉴定准确度,通过标准谱图库的比对可对代谢物进行快速的鉴定,因此被广泛应用于生物样品的代谢产物的检测中。文中对近年来气相色谱-质谱联用技术的发展以及在代谢组学研究中取得的成果进行了综述。首先介绍了气相色谱-质谱联用技术的分类和常用的样品衍生化方法;继而从样品预处理、定性与定量分析、数据分析三方面介绍了气相色谱-质谱联用技术分析代谢物的方法,并系统地对该技术在微生物、植物、疾病诊断领域的应用实例进行了评述;最后提出了当前气相色谱-质谱联用技术在代谢组学研究中存在的问题并对后续的研究进行了展望。     

代谢组学研究技术及其应用

介绍代谢组学的研究技术,主要包括核磁共振技术,色谱-质谱联用技术,同时介绍常用的数据处理方法和数据库.对目前代谢组学在医药领域、生物研究领域、资源环境,以及农业和食品领域的应用情况进行综述.     

代谢组学技术及其在临床研究中的应用

在后基因组时代, 系统生物学研究成为人们关注的焦点。转录组学、蛋白质组学等功能基因组学研究方法可同时检测药物或其他因素影响下大量基因或蛋白质的表达变化情况, 但这些变化不能与生物学功能的变化建立直接联系。代谢组学方法则可为代谢物含量变化与生物表型变化建立直接相关性。代谢组学研究的目的是定量分析一个生物系统内所有代谢物的含量, 进行全面代谢物分析需要分析化学技术的支撑, 核磁共振和基于质谱的分析技术是代谢组学研究的两种主要技术手段。代谢组学研究可产生大量数据信息, 对这些数据进行分析离不开化学统计学的应用, 比如主成分分析、多维缩放、各种聚类分析技术以及功能差异分析等。文章综述了近年来代谢组学分析技术及数据分析技术的研究进展, 在此基础上, 对代谢组学在临床研究及临床前研究中的应用研究进展进行了综述。对疾病代谢表型图谱的研究有助于人们了解疾病发生、发展以及致死的机制; 在临床条件下, 这些代谢图谱可以作为疾病诊断、预后以及治疗的评判标准。代谢物组成的变化是毒物胁迫对机体造成的最终影响, 利用代谢组技术可以直接反映毒物对机体的影响。质谱技术、核磁共振技术的应用使得药物筛选过程可以快速完成, 并有助于实现个性化用药。此外, 利用代谢组学技术还可以进行已知酶的新活性研究, 也可以研究未知酶。     

代谢组学技术在营养学研究中的应用

代谢组学可以系统性地研究生物体受到扰动或干预后整体代谢水平的变化。文章概述了代谢组学技术的生物样品采集与制备、分析技术、数据处理与统计分析、差异代谢物结构鉴定与代谢通路分析等方法与步骤及其在营养学研究领域中的应用,展望了代谢组学技术在营养学研究领域的应用前景,以期为下一步的研究提供参考。     

代谢组学及其应用

对代谢组学的概念、特性、发展历史做了简要介绍,综述了当前代谢组学研究中的数据采集、数据分析中采用的技术,及代谢组学在疾病诊断、药物毒性研究、植物和微生物等邻域的应用,并对代谢组学的发展作了展望。     

功能代谢组学技术在微生物研究中的应用

功能代谢组学是以代谢组学技术发现关键代谢物为基础,结合体内体外实验和分子生物学等技术手段,研究差异代谢物及相关蛋白、酶和基因的功能,从而揭示生物体内在的分子调控机制。功能代谢组学技术具有精准识别关键调控代谢物及其相关基因或酶的特性,近年来在微生物相关疾病的防控和工业化生产等方面受到了广泛的关注。本文介绍了功能代谢组学技术的分析流程、相关研究方法与平台及其在微生物研究方面的应用,其中重点阐述了真核、原核以及病毒微生物的代谢特性、调控靶点及相关防控策略等。最后,提出功能代谢组学研究在未来面临的问题与挑战,为后续功能代谢组学的研究与发展提供新的思路。     

功能代谢组学技术在微生物研究中的应用

功能代谢组学是以代谢组学技术发现关键代谢物为基础,结合体内体外实验和分子生物学等技术手段,研究差异代谢物及相关蛋白、酶和基因的功能,从而揭示生物体内在的分子调控机制。功能代谢组学技术具有精准识别关键调控代谢物及其相关基因或酶的特性,近年来在微生物相关疾病的防控和工业化生产等方面受到了广泛的关注。本文介绍了功能代谢组学技术的分析流程、相关研究方法与平台及其在微生物研究方面的应用,其中重点阐述了真核、原核以及病毒微生物的代谢特性、调控靶点及相关防控策略等。最后,提出功能代谢组学研究在未来面临的问题与挑战,为后续功能代谢组学的研究与发展提供新的思路。     

液相质谱联用的代谢组方法优化及其在蓝细菌分析中的应用

为了准确鉴定光合蓝细菌中的各种代谢物,需要对基于液相色谱–质谱联用仪(LC-MS)的代谢组学分析方法进行有针对性的优化。本研究选取了24种涉及中心碳代谢和能量代谢的代谢物作为LC-MS的检测目标,获得了每个代谢物的最适色谱分离条件和质谱参数;同时以光合蓝细菌Synechocystis sp.PCC6803为主要对象,针对性地优化了样品前处理条件,结果显示适当延长梯度洗脱顺序表的时间并将流速设为0.2 m L/min可以得到最佳的分离效果,同时选择80%(V/V)甲醇(-80?C)作为代谢物萃取剂。分析结果证明这一代谢组分析技术可以成功地应用到光合蓝细菌的研究中。     

高分辨质谱技术视野下的细胞代谢组学研究策略

高分辨质谱技术的卓然发展,分析化学、化学计量学与生物学的深度融合,使得秉承系统性思维、依托大数据信息表征能力的诸多组学技术在当今大行其道,让生命科学研究具备了愈加宏大开阔的视野。以Q Exactive为代表的高分辨率/准确质谱同时定性与定量能力的坚实提升为细胞代谢组学研究提供了系统完备的解决策略,从科学发现到假说验证,从非靶向全组分代谢信息表征到基于高分辨定量的靶标代谢分析,高分辨质谱技术视野下的代谢组学思维将深切地改变着细胞研究的科研形态,为生命科学打开一扇崭新的开启宝藏之门。     

毛细管区带电泳／串联质谱联用法鉴定多肽和蛋白质

建立了毛细管区带电泳－串联质谱联用（ＣＺＥ／ＭＳ／ＭＳ）对多肽和蛋白质高灵敏度鉴定方法,对Ｍｅｔ－脑啡肽和Ｌｅｕ－脑啡肽的混合物进行了分析,用ＣＺＥ／ＭＳ／ＭＳ方法验证了各自的序列,同样对细胞色素ｃ的胰蛋白酶酶解产物用ＣＺＥ／ＭＳ／ＭＳ方法进行了肽质谱分析,几科所有肽段的序列及其与在分子中的位置都得到了确定,通过ＳＥＱＵＥＳＴ软件进行蛋白质序列数据库搜索得到准确的鉴定结果,所消耗的样品量均在低皮可     

毛细管电泳芯片及其应用

毛细管电泳芯片是近十年发展起来的一项新技术。与普通毛细管电泳相比,毛细管电泳芯片具有体积小、分离速度快、效果好、所用样品量少等优点。章介绍了毛细管电泳芯片的芯片结构及其应用等的研究进展。     

Combination of Micropreparative Capillary Electrophoresis and Matrix-Assisted Laser Desorption/Ionization Mass Spectrometry for Peptide Analysis

Signal suppression is a problem in matrix-assisted laser desorption/ionization mass spectrometry of peptides prepared by capillary electrophoresis. Many common electrolytes that are efficient for separation, such as sodium phosphate, also are strongly suppressive during laser desorption/ionization. We have tested individual electrolytes for highest performance in each step of separation and collection, respectively. Suppression is not observed if citrate, trifluoroacetic acid, or hydrochloric acid is used for collection, while phosphate still can be employed in the capillary providing excellent resolution. Low concentrations of hydrochloric acid added to the sample/matrix mixture generate mass spectra with better ion intensities than if trifluoroacetic acid or citrate is used.     

双向电泳结合质谱分析长双歧杆菌XY01分泌蛋白质图谱

菌体的分泌蛋白质在宿主和菌体的相互作用之间起着重要的作用. 本研究采用双向凝胶电泳的方法建立了长双歧杆菌XY01分泌蛋白质图谱,通过MALDI-TOF/TOF质 谱鉴定和数据库搜索,对鉴定到的分泌蛋白进行了分析. 共检测到21个蛋白质点, 成功鉴定18个蛋白质点,分别代表14个不同的蛋白质,等电点分布在4.5～7.0之间 ,分子质量分布在20 ～65 kD之间;通过COGs分类和功能分析,信号肽和细胞定位及KEGG代谢通路分析. 结果表明,这些蛋白质对菌体细胞壁/膜的形成、生物信号传导和物质代谢等起着重要作用. 研究结果为长双歧杆菌蛋白质组学和基因组学的研究提供了参考.     

毛细管电泳在基因研究中的应用

讨论用于基因研究的各种方法,并指出毛细管电泳技术的优点。评述毛细管电泳(CE)用于基因分析的原理,详细介绍毛细管电泳在基因研究中的应用新进展。展望CE及其在基因研究的应用前景。     

Evaluation of Capillary HPLC/Mass Spectrometry as an Alternative Analysis Method for Gel Electrophoresis of Oligonucleotides

Abstract

A method has been developed to monitor the enzymatic incorporation of nucleotides in DNA by electrospray HPLC mass spectrometry. The main advantages of mass spectrometry over electrophoresis are the ability to directly characterize the reaction products and the shorter analysis time.     

应用二维电泳和质谱技术初步研究NAG7基因的功能

为了进一步研究鼻咽癌相关基因NAG7的功能,NAG7基因编码框的cDNA片段被亚克隆至pcDNA3.1( )的表达载体,通过脂质体转染入鼻咽癌细胞系HNE1。抽提HNE1细胞和已转染了NAG7基因的HNE1细胞总蛋白质,用二维凝胶电泳分离蛋白质,获得二维凝胶图谱,PDQuest软件包分析后,确立表达上调的蛋白质斑点进行质谱分析,得到的肽质指纹经蛋白质数据库分析鉴定蛋白质。共分析了12个蛋白质点,其中3个未有质谱结果,已鉴定的9个蛋白质包括生长捕获特异蛋白、DNA结合蛋白、c-myc启动子结合蛋白及胱冬肽酶（caspase)6等蛋白质。通过对这些蛋白质性质和功能的讨论,发现它们参与了细胞周期调控、转录调节及细胞凋亡等重要事件。因此,VAG7很可能是通过介导上述蛋白质的表达上调而发挥作用。     

毛细管电泳在微生物分离与检测中的应用

毛细管电泳在分离与分析无机离子、有机小分子、生物大分子(如蛋白质、核酸)和微生物(细菌、病毒)等方面应用十分广泛。着重论述了毛细管电泳在微生物分离与检测方面的基本原理、早期探索、存在问题和最新进展。     

化学交联质谱技术的研究进展

化学交联质谱技术是解析蛋白质结构和研究蛋白质相互作用的重要工具。近5年以来,该技术在方法和应用上都取得了很大的进步。方法上,一方面可断裂交联剂与新型分离富集方法展现了较好的应用前景,另一方面更加高效的交联肽段搜索引擎和质量控制方法为交联质谱数据分析提供了有力的工具。应用上,一方面与冷冻电镜技术结合解析了大量蛋白质的结构,另一方面从研究蛋白质复合物的相互作用发展到研究全蛋白质组水平的相互作用网络。化学交联质谱技术在方法和应用上的蓬勃发展,体现了这一技术的重要作用。本文对化学交联质谱技术的各个环节进行了详细的综述,包括交联剂选择、交联反应、酶切、交联肽段富集、液质联用、交联肽段鉴定、质量控制和生物学应用,重点介绍了最近5年的研究进展。最后,讨论了化学交联质谱技术面临的挑战及未来的发展方向。     

毛细管电泳在氨基酸分析检测中的应用进展

对毛细管电泳技术的主要原理及其在氨基酸分析检测中的应用作了综述