基于气相色谱-质谱法的广泛靶向代谢组学方法开发

作     者：王亚婷 杨阳 孙秀兰 纪剑 WANG Yating;YANG Yang;SUN Xiulan;JI Jian

作者机构：江南大学食品学院食品科学与技术国家重点实验室功能食品国家工程研究中心江南大学协同创新中心江苏无锡214122 新疆农业大学食品科学与药学学院新疆乌鲁木齐830000 

出 版 物：《色谱》 (Chinese Journal of Chromatography)

年 卷 期：2023年第41卷第6期

页      面：520-526页

核心收录：

学科分类：081704[工学-应用化学] 07[理学] 08[工学] 0817[工学-化学工程与技术] 070302[理学-分析化学] 0703[理学-化学] 

基　　金：新疆维吾尔自治区自然科学基金项目(2022D01A197) 国家自然科学基金(32272437) 2020-2022年青年人才支持项目(2020YESS001) 

主　　题：气相色谱-质谱法 代谢组学 广泛靶向 代谢通路 方法开发 

摘      要：气相色谱-质谱法(GC-MS)的四极杆检测器具有扫描速率低、离子流失率高、浓度检测范围窄的特点,这些缺陷限制了该技术在代谢组学领域的广泛应用,因此亟需建立一种基于GC-MS的高覆盖率代谢组学分析方法。本文提出了一种基于GC-MS的广泛靶向代谢组学方法,广泛靶向代谢组学结合了靶向和非靶向的优点,可以实现对代谢物质的定性和半定量检测,该方法以The Fiehn library(FiehnLib)数据库中的代谢物质信息为基础,建立直链脂肪酸甲酯(FAMEs)的保留时间与FiehnLib数据库中的保留指数(RI)的关系,根据FiehnLib数据库中的保留指数计算数据库中代谢物质在具体实验条件下的保留时间;对比分析并确定保留时间的阈值为0.15 min,优化最佳扫描间隔为0.20 s;优化代谢物质的定量离子以避免出峰时间相近离子的干扰;最终构建了含有611种代谢物质的选择离子监测(SIM)方法表,这611种代谢物质覆盖了KEGG(Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes)中65%的代谢通路。与全扫描非靶向GC-MS方法相比,该广泛靶向GC-MS方法所检测的代谢物质数量增加20%~30%,信噪比提高15%~20%;稳定性试验结果表明,使用该方法分析样品时,84%的代谢物质保留时间的日内相对标准偏差(RSD)均小于2%,91%的代谢物质保留时间的日内RSD均小于3%;54%的代谢物质保留时间的日间RSD均小于2%,76%的代谢物质保留时间的日间RSD均小于3%;通过对常见生物样本的检测分析,证明该方法大大提升了被检测到的代谢物质的数量和信噪比,可扩展GC-MS在代谢组学中的应用范围。