本检测详细介绍了基于液相色谱-质谱联用技术的代谢组学检测方法。文章系统阐述了该技术的核心检测项目、广泛的应用范围、标准化的检测流程以及关键仪器设备构成。LC-MS技术凭借其高灵敏度、高分辨率和宽覆盖度,已成为代谢组学研究不可或缺的工具,广泛应用于疾病生物标志物发现、药物研发、营养学及环境毒理学等多个领域。
核心优势
检测中心实验室配备国内外的前沿分析检测设备,检测报告获得CNAS、CMA双重认证,国际互认。
检测流程
检测项目
氨基酸及其衍生物:检测生物体内20种标准氨基酸及其修饰或代谢产物,反映蛋白质代谢与合成状态。
有机酸与三羧酸循环中间体:涵盖柠檬酸、琥珀酸、延胡索酸等,是评估能量代谢通路活性的关键指标。
脂肪酸与脂质代谢物:包括短链、中链、长链脂肪酸以及磷脂、鞘脂等,用于研究脂代谢紊乱与细胞膜功能。
糖类与糖代谢中间体:检测葡萄糖、果糖、糖酵解及磷酸戊糖途径中间产物,揭示糖代谢通量变化。
核苷酸及其代谢物:涵盖嘌呤、嘧啶类核苷酸及其降解产物,与细胞增殖、能量转移和遗传信息传递密切相关。
胆汁酸:分析初级和次级胆汁酸谱,用于评估肝脏功能、肠道菌群代谢及脂质消化吸收。
激素与神经递质:包括类固醇激素、儿茶酚胺、吲哚胺等,用于研究内分泌调节与神经信号传导。
维生素与辅酶:检测水溶性与脂溶性维生素及其活性形式,评估机体微量营养素状态与辅酶功能。
植物化学物与外源性物质:分析黄酮类、多酚类等植物来源代谢物或药物及其代谢产物,研究药效与解毒过程。
氧化应激相关代谢物:包括谷胱甘肽、抗坏血酸、脂质过氧化产物等,反映机体的氧化还原平衡状态。
检测范围
疾病生物标志物发现:通过比较健康与患病个体的代谢谱差异,寻找用于疾病早期诊断、预后评估的潜在代谢标志物。
药物代谢与药效学:追踪药物在体内的吸收、分布、代谢和排泄过程,阐明药效机制及个体化用药差异。
营养与代谢表型:研究饮食干预对机体代谢网络的整体影响,建立营养状态与代谢表型之间的关联。
微生物组-宿主共代谢:分析肠道微生物代谢产生的宿主无法合成的代谢物,揭示菌群对宿主健康的影响。
植物代谢组学:应用于植物生理、抗逆性研究、品种鉴别及功能性成分的筛选与鉴定。
环境毒理学与暴露组学:评估环境污染物、毒素对生物体代谢通路的干扰,系统研究外源性暴露的内响应。
中医药现代化研究:用于中药复方整体药效物质基础阐明、代谢途径解析及证候的代谢组学表征。
癌症代谢重编程:深入研究肿瘤细胞特有的代谢改变,如瓦博格效应,为靶向代谢的抗癌药物开发提供依据。
代谢性疾病研究:系统研究糖尿病、肥胖、非酒精性脂肪肝等疾病状态下的全身性代谢紊乱网络。
发育与衰老生物学:追踪生物体在不同生长阶段或衰老过程中的动态代谢轨迹变化。
检测方法
样本前处理:采用甲醇、乙腈等有机溶剂对血液、尿液、组织等样本进行蛋白沉淀与代谢物提取,确保回收率与重复性。
液相色谱分离:使用反相色谱、亲水相互作用色谱或混合模式色谱,根据代谢物极性差异实现高效分离。
电喷雾离子化:在离子源处对液相流出的代谢物施加高电压,使其形成带电气溶胶并去溶剂化生成气相离子。
质谱数据采集:采用全扫描、选择离子监测或数据依赖/非依赖的二级扫描模式,获取代谢物的质荷比与丰度信息。
高分辨质谱分析:利用轨道阱或飞行时间质量分析器获得代谢物的精确分子量,用于推测元素组成和初步鉴定。
串联质谱分析:通过碰撞诱导解离产生特征碎片离子谱图,为代谢物的结构确证提供关键信息。
内标法定量:在样本中加入稳定同位素标记的类似物作为内标,校正离子化效率差异和基质效应,实现准确定量。
代谢物鉴定:结合精确质量数、二级谱图、同位素分布及保留时间,与标准品数据库或公共谱库进行比对确认。
数据处理与归一化:使用专业软件进行峰提取、对齐、去噪,并采用总离子流或内标进行信号强度归一化。
多元统计分析:应用主成分分析、偏最小二乘判别分析等统计学方法,挖掘组间差异代谢物并构建模型。
检测仪器设备
超高效液相色谱仪:采用小粒径色谱柱和超高压泵,提供高柱效、高分辨和快速的代谢物分离能力。
三重四极杆质谱仪:具备高灵敏度和优异定量性能,是进行靶向代谢组学绝对定量的核心设备。
四极杆-飞行时间质谱仪:结合四极杆的离子选择性与TOF的高分辨、高质量精度,适用于非靶向代谢组学筛查。
轨道阱系列质谱仪:以其极高的分辨率和质量精度著称,能够清晰分辨复杂基质中的共流出代谢物。
离子淌度质谱仪:在传统质谱基础上增加离子淌度分离维度,提供碰撞截面积信息,增强异构体分离与鉴定能力。
自动进样器:实现大批量样本的自动、连续、精准进样,保证实验过程的高通量与良好的重现性。
柱温箱:精确控制色谱柱温度,确保代谢物保留时间的稳定性,这对代谢物鉴定至关重要。
真空系统:为质谱仪的离子源、质量分析器和检测器提供必要的高真空环境,保证离子的有效传输与检测。
数据采集与处理工作站:配备仪器控制、方法编辑、实时监控及原始数据采集与初步处理的专用计算机系统。
标准品与化合物数据库:包括商业化的代谢物标准品、保留时间指数库及二级质谱图库,是代谢物定性与定量的基础。
