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非靶向代谢组学揭示南昆山毛叶茶绿茶和红茶的独特化学成分组成

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食品科学 2024年第19期45卷 112-122页

作者：龚兴鑫严毅鹏吕敏李斌陈忠正张媛媛林晓蓉华南农业大学食品学院农业农村部茶叶综合利用技术集成科研基地广东广州510642 广东省功能食品活性物重点实验室广东广州510642

为系统揭示珍稀天然低咖啡碱茶树南昆山毛叶茶的化学成分组成特性,以其绿茶和红茶为主要研究材料,以云南大叶种两茶类为对照,采用高分辨质谱技术非靶向鉴定其代谢物组成,利用主成分分析、聚类热图、正交偏最小二乘判别分析等方法,比较... 详细信息

为系统揭示珍稀天然低咖啡碱茶树南昆山毛叶茶的化学成分组成特性,以其绿茶和红茶为主要研究材料,以云南大叶种两茶类为对照,采用高分辨质谱技术非靶向鉴定其代谢物组成,利用主成分分析、聚类热图、正交偏最小二乘判别分析等方法,比较两品种、两茶类的代谢组差异,并结合标准品和数据库鉴定差异代谢物。结果表明,4种茶叶共鉴定到代谢物152种,以黄酮类为主(42%),可聚为4簇,两品种间的代谢组差异大于两茶类间的差异;与云南大叶种两茶类相比,南昆山毛叶绿茶以去甲基雏叶龙胆酮、表茶黄棓灵-3-O-没食子酸等14种黄酮和聚酯型儿茶素B同分异构体、可可碱等共24种相对含量较高的化合物为特征代谢物,南昆山毛叶红茶的特征代谢物包括没食子儿茶素-3,5-双没食子酸酯、去甲基雏叶龙胆酮、二氢杨梅素等25种黄酮,茶黄素-3-没食子酸酯异构体、聚酯型儿茶素A同分异构体、茶黄素-3,3’-双没食子酸酯等4种鞣质和可可碱等共40种化合物。本研究为进一步挖掘南昆山毛叶茶的功能活性成分提供了参考。

关键词：南昆山毛叶茶绿茶红茶非靶向代谢组学化学成分组成

非靶向代谢组学方法研究布鲁氏菌病患者血清中代谢产物的变化规律

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中华地方病学杂志 2024年第2期43卷 87-93页

作者：鲁婧屹庞梦婷贠庆茹李振鑫杨苑轲解英波高蒙郭晓奎朱泳璋康耀霞包头医学院公共卫生学院包头014000 包头市疾病预防控制中心微生物检验科包头014000 内蒙古医科大学公共卫生学院呼和浩特015099 上海交通大学医学院-国家热带病研究中心全球健康学院上海交通大学-爱丁堡大学全健康研究中心上海200000

目的基于非靶向代谢组学方法探索布鲁氏菌感染人体后血清中小分子代谢产物的变化,筛选具有代表性的生物标志物。方法将2019年1月至2021年12月在包头市疾病预防控制中心布鲁氏菌病(简称布病)门诊收集的109份血清样本,根据临床诊断分为布... 详细信息

目的基于非靶向代谢组学方法探索布鲁氏菌感染人体后血清中小分子代谢产物的变化,筛选具有代表性的生物标志物。方法将2019年1月至2021年12月在包头市疾病预防控制中心布鲁氏菌病(简称布病)门诊收集的109份血清样本,根据临床诊断分为布病急性期组(n=40)、慢性期组(n=35)以及健康组(n=34)。采用超高效液相色谱-四极杆飞行时间质谱技术,对血清进行检测,筛选差异代谢产物,并利用受试者工作特征曲线对差异代谢产物进行布病预测能力评估。通过京都基因和基因组百科全书(KEGG)通路分析筛选富集通路,确定受显著影响的代谢途径。结果急性期组与健康组之间筛选出17种差异代谢产物,慢性期组与健康组之间筛选出12种差异代谢产物,共有5种差异代谢产物(油酸酰胺、亚油酸酰胺、硬脂酰胺、棕榈油酸、α-亚麻酸)水平在3组间有统计学意义(F=16.84、17.52、14.31、13.01、20.76,均P组的差异代谢产物主要富集在乙醚脂质代谢、甘油磷酸酯代谢、鞘脂信号、鞘脂代谢通路;慢性期组的差异代谢产物主要富集在甘油磷酸酯代谢、乙醚脂质代谢、蛋白质消化吸收代谢通路。结论非靶向代谢组学方法可以筛选出布鲁氏菌感染人体后血清中发生变化的小分子代谢产物,其中油酸酰胺、亚油酸酰胺、硬脂酰胺、棕榈油酸、α-亚麻酸可以作为区分布病患者和健康人群的潜在生物标志物。

关键词：布鲁氏菌病非靶向代谢组学血清

茶枝柑与不同品种温州蜜柑果皮的非靶向代谢组学比较与分析

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食品科学 2024年第14期45卷 133-141页

作者：王雪潘兆平陈嘉序郝丹丹苏志鹏马双双肖佳豪付复华湖南大学生物学院隆平分院湖南长沙410125 湖南省农业科学院农产品加工研究所湖南长沙410125

分析比较不同品种温州蜜柑与茶枝柑果皮的代谢组学差异,为温州蜜柑果皮的开发利用提供理论基础和科学依据。利用超高效液相色谱-串联质谱对茶枝柑与3个品种温州蜜柑的化学成分进行测定及分析,利用主成分分析、正交偏最小二乘判别分析和... 详细信息

分析比较不同品种温州蜜柑与茶枝柑果皮的代谢组学差异,为温州蜜柑果皮的开发利用提供理论基础和科学依据。利用超高效液相色谱-串联质谱对茶枝柑与3个品种温州蜜柑的化学成分进行测定及分析,利用主成分分析、正交偏最小二乘判别分析和聚类分析等多元统计方法对代谢组数据进行比较分析,筛选差异代谢物。通过数据库对比,茶枝柑(CZG)与油良(YL)、南柑20(NG)、宫川(GC)间分别鉴定出790、796、818个代谢物,其中有机氧化合物、黄酮类、羧酸类及其衍生物占比最高,主要参与黄酮和黄酮醇生物合成、黄酮类生物合成、异黄酮生物合成、α-亚麻酸代谢和苯丙氨酯生物合成等代谢途径;根据变量投影重要性值>1且P代谢物进行筛选,得到稳定、可靠的差异代谢物,结果表明,茶枝柑与温州蜜柑间共筛选出11类、43种差异代谢物,占比较多的为黄酮类、氨基酸类和嘌呤核苷类化合物,温州蜜柑中黄酮类化合物多为上调,如5,6,7,8,3’,4’,5’-七甲氧基黄酮、槲皮素、柚皮苷、山柰酚和柚皮素等,可作为潜在的标志物区分茶枝柑与温州蜜柑,同时表明温州蜜柑黄酮类化合物含量更具优势,可作为高生物活性的陈皮基原药材,推动柑橘产业发展,为陈皮产品的开发利用及原料选材提供参考依据。

关键词：茶枝柑温州蜜柑非靶向代谢组学差异代谢物

基于UPLC-QTOF-MS结合非靶向代谢组学鉴别3种江西名茶

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食品科学 2022年第2期43卷 316-323页

作者：徐春晖王远兴南昌大学食品科学与技术国家重点实验室江西南昌330047

利用超高效液相色谱-四极杆飞行时间质谱仪建立一种狗牯脑、庐山云雾茶和婺源绿茶品质鉴别的非靶向代谢组学分析方法。利用MassHunter Mass Profile对原始数据进行逐步筛选,最终确定220个特征差异化合物,并对其进行主成分分析和聚类分析... 详细信息

利用超高效液相色谱-四极杆飞行时间质谱仪建立一种狗牯脑、庐山云雾茶和婺源绿茶品质鉴别的非靶向代谢组学分析方法。利用MassHunter Mass Profile对原始数据进行逐步筛选,最终确定220个特征差异化合物,并对其进行主成分分析和聚类分析,结果表明3种茶叶具有较大差异。构建偏最小二乘判别分析预测模型,该模型能够对狗牯脑、庐山云雾茶和婺源绿茶品质进行鉴别,准确度达100%。通过一级母离子和二级碎片离子对220种特征差异物进行鉴定,最终鉴定出22种,主要成分为黄酮类、糖苷衍生物和有机酸类等,结合热图分析发现其在3种江西名茶中的含量具有明显差异。本研究对茶叶品质鉴别具有一定指导意义,该方法可广泛用于食品的分析和表征。

关键词：江西名茶品质鉴别超高效液相色谱-四极杆飞行时间质谱非靶向代谢组学多元统计分析

非靶向代谢组学结合特征分子网络对不同等级抹茶非挥发性化合物的研究

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食品安全质量检测学报 2022年第23期13卷 7750-7757页

作者：王晶晶朱尧夏雨孔亚帅陈凌芝卫艺炜尹鹏郭桂义信阳农林学院茶学院河南省豫南茶树资源综合开发重点实验室信阳464000 信阳市文新茶叶有限公司信阳464000

目的探究不同等级抹茶的非挥发性物质成分,分析影响样品代谢轮廓差异的非挥发性化合物。方法使用高效液相色谱-质谱仪对抹茶样品中的非挥发代谢物进行检测,结合全范围天然产物社群分子网络对不同等级抹茶的差异化合物定性。结果本研究... 详细信息

目的探究不同等级抹茶的非挥发性物质成分,分析影响样品代谢轮廓差异的非挥发性化合物。方法使用高效液相色谱-质谱仪对抹茶样品中的非挥发代谢物进行检测,结合全范围天然产物社群分子网络对不同等级抹茶的差异化合物定性。结果本研究在抹茶样品中共检测到784个化合物,其中553个化合物具有二级质谱图。样品等级影响抹茶的化学轮廓,样品依据轮廓相似性可分为两组。影响化学轮廓且有显著变化的差异代谢物共筛选出30个,其中29个化合物在样品3中含量更高,通过标准品和质谱图等方式定性了19个化合物,表儿茶素没食子酸酯、天冬氨酸、茶氨酸、精氨酸等。同时对4个等级抹茶中的儿茶素类进行探究,发现没食子儿茶素、没食子儿茶素没食子酸酯和表没食子儿茶素没食子酸酯的含量随等级的下降而减少。结论本研究发现并定性了不同等级抹茶之间的差异化合物,为抹茶等级判定及标准化生产提供理论基础。

关键词：抹茶非靶向代谢组学分子网络等级

结合非靶向代谢组学和指纹图谱对通体结香技术产沉香与野生沉香化学成分的比较分析

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中草药 2022年第18期53卷 5625-5635页

作者：郁萌侯文成冯剑陈兰杨云刘洋洋魏建和中国医学科学院北京协和医学院药用植物研究所海南分所海南省南药资源保护与开发重点实验室国家中医药管理局沉香可持续利用重点研究室海南海口570311 中国医学科学院北京协和医学院药用植物研究所中草药物质基础与资源利用教育部重点实验室濒危药材繁育国家工程实验室北京100193

目的系统全面分析比较通体结香技术产沉香(简称通体香)与野生沉香化学成分,为通体结香技术进一步的应用和推广提供科学可靠的依据。方法采用超高效液相色谱串联四级杆飞行时间质谱(UPLC-Q/TOF-MS)和气相色谱-质谱(GC-MS)结合非靶向代... 详细信息

目的系统全面分析比较通体结香技术产沉香(简称通体香)与野生沉香化学成分,为通体结香技术进一步的应用和推广提供科学可靠的依据。方法采用超高效液相色谱串联四级杆飞行时间质谱(UPLC-Q/TOF-MS)和气相色谱-质谱(GC-MS)结合非靶向代谢组学和指纹图谱,对通体香与野生沉香的乙醇提取物和挥发性成分进行分析。结果 16批通体香与16批野生沉香的共有成分相同,但通体香指纹图谱相似度较高,且4个倍半萜、3个小分子芳香物质和8个2-(2-苯乙基)色酮等共17个共有成分在通体香中含量较高。结论通体香和野生沉香主要化学成分组成相同,但不同批次间通体香的质量更稳定。

关键词：沉香通体结香技术 2-(2-苯乙基)色酮非靶向代谢组学指纹图谱 2,4-二叔丁基苯酚 6,7-二甲基-1,2,3,5,8,8a-六氢萘去氢蜂斗菜酮

白及多糖改善5-FU化疗毒副作用的非靶向代谢组学研究

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中国中药杂志 2023年第13期48卷 3612-3622页

作者：张江涛刘鹏汪文龙谢欣序何桃红崔亚茹余军江西中医药大学转化医学中心江西南昌330006 江西中医药大学江西省中药防治血管重塑相关疾病重点实验室江西南昌330006 江西中医药大学中药固体制剂制造技术国家工程研究中心江西南昌330006 天普大学路易斯卡茨医学院费城PA19140

通过非靶向代谢组学技术研究白及多糖(Bletilla striata polysaccharide,BSP)对5-氟尿嘧啶(5-fluorouracil,5-FU)化疗的荷瘤小鼠血清中内源性代谢物的影响,探讨BSP改善5-FU引起的机体毒副反应的作用机制。将雄性BALB/C小鼠随机分为正常... 详细信息

通过非靶向代谢组学技术研究白及多糖(Bletilla striata polysaccharide,BSP)对5-氟尿嘧啶(5-fluorouracil,5-FU)化疗的荷瘤小鼠血清中内源性代谢物的影响,探讨BSP改善5-FU引起的机体毒副反应的作用机制。将雄性BALB/C小鼠随机分为正常组、模型组、5-FU组和5-FU+BSP组,每组8只。除正常组外,其余各组均通过皮下接种CT26小鼠结肠癌细胞构建荷瘤小鼠模型,造模第2天起开始5-FU化疗和BSP给药。给药期间记录各组小鼠体质量变化、腹泻情况及外周血白细胞数量变化。模型组小鼠瘤重达到约1 g时终止化疗进行取材。通过TUNEL荧光染色检测各组小鼠小肠组织中细胞凋亡情况;流式细胞术检测小鼠骨髓中造血干细胞和髓系祖细胞占比;每组随机选取5个血清样本进行非靶向代谢组学分析。实验结果表明,BSP抑制小鼠结肠癌效果不明显,但经BSP干预后5-FU化疗引起的腹泻、白细胞减少及体质量下降等情况得到显著改善,小肠组织中凋亡细胞减少,骨髓造血干细胞和髓系祖细胞占比明显升高。代谢组学分析结果显示,5-FU毒副作用导致小鼠血清中29种代谢物含量显著降低,22种代谢物含量显著升高;其中19种发生紊乱的代谢物在BSP用药后向正常水平回调,通路富集显示这些代谢物所涉及代谢通路主要包括嘧啶代谢、花生四烯酸代谢和类固醇生物激素合成等。因此,BSP改善5-FU引起的肠道和骨髓毒副作用的机制可能与调控核苷酸合成、炎症损伤和激素生成相关。

关键词：白及多糖化疗性腹泻化疗性骨髓抑制非靶向代谢组学

非靶向代谢组学研究LPS刺激的奶牛乳腺上皮细胞代谢变化

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非靶向代谢组学研究LPS刺激的奶牛乳腺上皮细胞代谢变化

作者：黄逸馨四川农业大学

学位级别：硕士

奶牛乳腺上皮细胞（bovine mammary epithelial cells,bMECs）是乳腺实质的主要细胞,除泌乳外,它还是乳腺免疫的效应细胞,在受到外界刺激时能产生免疫应答反应。bMECs已被证实在受到脂多糖（Lipopolysaccharide,LPS）刺激后能通过Toll... 详细信息

奶牛乳腺上皮细胞（bovine mammary epithelial cells,bMECs）是乳腺实质的主要细胞,除泌乳外,它还是乳腺免疫的效应细胞,在受到外界刺激时能产生免疫应答反应。bMECs已被证实在受到脂多糖（Lipopolysaccharide,LPS）刺激后能通过Toll样受体与NOD样受体激活NF-κB等信号通路,调控炎症介质,但在代谢物水平上的变化尚未有研究。代谢组学能对所有代谢物进行定性与定量分析,找寻代谢物与生理病理变化的关系,提供全面的生物信息。因此,为了揭示LPS刺激bMECs所影响的代谢通路,并为进一步筛选诊断与治疗奶牛乳腺炎症的生物标志物提供科学依据,进行了如下研究:1.试验分别采用组织块贴壁法与酶消化法进行bMECs的体外分离培养,对细胞进行形态学观察后,分别用角蛋白18抗体与波形蛋白抗体进行免疫荧光染色,并检测细胞β-酪蛋白基因mRNA的表达。结果显示,两种方法均能成功培养出奶牛乳腺上皮细胞。酶消化法得到细胞所用时间更短,但组织损伤较大,两种细胞混杂增加了纯化难度。而组织块贴壁法虽用时更长,但能得到数量更多且较纯的乳腺上皮细胞。鉴定结果显示,细胞呈角蛋白18阳性、波形蛋白阴性,并能表达β-酪蛋白基因,鉴定培养细胞为奶牛乳腺上皮细胞。2.将试验细胞随机分为3组,分别为对照组（Control）、LPS诱导12h组（LPS12h）和LPS诱导24h组（LPS24h）,每组设置3个重复,运用RT-qPCR方法检测细胞炎性因子IL-6、TNF-α和CCL-2以及合成脂质介质的关键酶COX-2、LOX-5与LOX-15的mRNA表达情况,同时利用ELISA检测细胞上清液中PGE2,IL-6和TNF-α的浓度变化。结果显示,LPS诱导12h组中CCL-2、TNF-α和IL-6的mRNA表达与对照组相比均呈现极显著上升趋势（P＜0.01）,LPS24h中TNF-α（P＜0.05）与IL-6的mRNA表达与LPS12h相比增加而CCL-2的mRNA表达降低,但仍高于对照组且差异极显著（P＜0.01）,与对照组相比LPS24h中IL-6的mRNA表达极显著增加（P＜0.01）。此外,与对照组相比LPS12h中COX-2与LOX-5的mRNA表达显著增加（P＜0.05）且LOX-15的mRNA表达极显著上调（P＜0.01）;LPS诱导24h组与LPS12h相比,COX-2的mRNA表达显著降低（P＜0.05）,虽仍高于对照组但差异不显著,而LOX15与LOX-5的mRNA表达与对照组相比呈现出极显著的上升趋势（P＜0.01）。ELISA检测结果显示,LPS12h与对照组相比PGE2、TNF-α（P＜0.05）与IL-6（P＜0.05）的浓度均升高,LPS24h中PGE2和IL-6的浓度与对照组相比显著增加（P＜0.05）,而TNF-α的浓度与LPS12h相比显著降低（P＜0.05）但与对照组差异不显著。3.将试验细胞随机分为3组,分别为对照组（Control）、LPS诱导12h组（LPS12h）和LPS诱导24h组（LPS24h）,每组设置6个生物学重复,运用HPLC-Q-TOF MS检测技术结合数据依赖采集方式筛选并鉴定奶牛乳腺上皮细胞受LPS刺激后的差异代谢物。结果显示,成功筛选出63个显著性差异代谢产物,LPS12h与对照组有38个,其中上调的代谢物有26个,下调的有12个;LPS24h与对照组有31个显著差异代谢产物,其中13个上调,18个下调;LPS12h与LPS24h有35个差异代谢物,8个上调,其余下调,这些显著性差异代谢物均属于核苷酸、氨基酸和脂质等物质。代谢通路分析发现这些差异代谢物主要参与了脂肪酸代谢、谷胱甘肽代谢、氨基酸生物合成与代谢等8条通路。综上,LPS刺激奶牛乳腺上皮细胞后,TNF-α、CCL-2、IL-6和COX-2、LOX-5、LOX-15的mRNA表达以及PGE2、IL-6和TNF-α的分泌均发生了显著变化,代谢组学研究发现了亚油酸、谷胱甘肽、烟酰胺、甜菜碱、肌醇、肌酸等63个显著性差异代谢物,差异代谢物主要参与了氨基酸代谢、甘油磷脂代谢、亚油酸代谢、抗坏血酸代谢等8条代谢通路。

关键词：奶牛乳腺上皮细胞 LPS 炎症非靶向代谢组学

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非靶向代谢组学质谱分析方法的比较

非靶向代谢组学质谱分析方法的比较

作者：肖晓莲北京协和医学院

学位级别：硕士

非靶向代谢组学是一门新兴而有吸引力的学科,已被广泛应用于许多研究领域,包括疾病生物标志物的发现、代谢途径的研究、环境暴露总量的监测,寻找调节某些疾病表型的生物活性化学物质。液相色谱-高分辨质谱联用（LC-HRMS）技术具有灵敏... 详细信息

非靶向代谢组学是一门新兴而有吸引力的学科,已被广泛应用于许多研究领域,包括疾病生物标志物的发现、代谢途径的研究、环境暴露总量的监测,寻找调节某些疾病表型的生物活性化学物质。液相色谱-高分辨质谱联用（LC-HRMS）技术具有灵敏度高、选择性好、动态范围宽、信息丰富等优点,已成为代谢组学研究的主要技术平台。在基于LC-HRMS的非靶向代谢组学中,液相色谱根据代谢物的化学性质来分离代谢物以降低样品的复杂度,代谢物的保留时间信息可用于辅助代谢物的鉴定。代谢物分离后,质谱通过检测代谢物的质谱信号强度,以进行定量评估。目前,非靶向代谢组学常用的质谱数据采集模式主要有两种,即全扫描采集（full scan acquisition,FSA）模式和数据依赖采集（data dependent acquisition,DDA）模式。两种模式的采集方法拥有各自的特点和局限性,如何为给定的非靶向代谢组学应用选择合适的采集模式是亟待解决的问题。本研究旨在比较不同模式在非靶向代谢组学的定性定量效果,以为如何选择最佳的数据采集模式提供指导和依据。本课题分别利用代谢物标准混合物和人类尿液样本,测试两种数据采集模式的分析能力。两种数据模式采集的代谢组学数据主要从五个方面进行评估:（1）检测到的代谢物特征数目,（2）代谢物鉴定数目,（3）代谢物定量的强度分布（4）代谢物定量的准确度（5）方法的方便性。标准品代谢物混合物含有9个代谢物,进行三次质谱分析。两种模式均能鉴定到全部的9个代谢物,FSA组的9个代谢物丰度均高于DDA组,平均高约2.36倍（P＜0.05）。其中,亮氨酸脑啡肽（556.2771）差异最明显,FSA组的丰度均值较DDA组高约3倍,而缬氨酸-酪氨酸-缬氨酸（380.2185）的差异较小,FSA组的丰度均值较DDA组高约2.1倍。定量的变异系数（coefficient of variation,CV）显示两种模式的定量准确度,FSA组的CV值范围在0.81%至5.42%,CV中位数为2.48%;DDA组的CV值范围在1.87%至10.09%,CV中位数为8.75%。尿液样本的分析,采取三种不同的进样量,每个进样量重复三次操作。不同进样量,FSA模式检测到的代谢物特征数目均较DDA模式多（P＜0.05）。代谢物鉴定结果显示,FSA模式鉴定的代谢物数目比DDA模式多,不同进样量（1、2和4 μL）时,FSA模式鉴定的代谢物数量比DDA模式分别多9.5%、1.9%和10%。同时,FSA模式鉴定到的代谢物定量丰度高于DDA组,且CV中位数（分别为7.1%、3.0%和2.6%）明显低于DDA模式者（分别为10.3%、7.0%和6.5%）。进样量1、2和4μL时,随着代谢物丰度的升高,FSA的CV值较DDA组分别低1.3～1.7、1.7～1.8和1.4～1.9倍（P＜0.05）;而且,随着峰宽增加,FSA组的CV值较DDA组分别低1.5～1.8、1.7～2.1和2.0～2.2倍（P＜0.05）。本课题对FSA和DDA两种数据采集模式用于非靶向代谢组学的质谱结果的比较,发现FSA模式在定性和定量准确度方面优于DDA模式,但其对系统稳定性要求高,更适合短时间小规模样品量分析;而DDA模式对系统稳定性要求相对较低,操作简便省时,可用于长时间大规模样品量的分析。本研究为今后如何选择最佳的数据采集模式提供了参考。

关键词：非靶向代谢组学全扫描采集方式数据依赖采集方式