当前位置:首页 >> 能源/化工 >>

液相色谱和质谱联用技术结合化学计量学应用于代谢组学的研究进展


维普资讯 http://www.cqvip.com

第3 5卷 
20 07年 1 O月 

分析化学 ( E X   A U ) 评述与进展   FN I HU X E  
C ieeJu n l fAn lt a  h mi  ̄  hn s o ra    ayi lC e s o c t

1 O期 
1 5~1 4   53 50

液 相 色 谱 和 质 谱 联 用 技 术 结 合 化 学 计 量 学  应 用 于 代 谢 组 学 的 研 究 进 展 
林 艳 萍  司端 运  刘 昌孝 

( 天津 大学化工学院制药工程系 ,天津 3 0 7 ) 0 0 2  ( 天津药 物研究院 , 天津药代动力学与药效动 力学 省部 共建国家重点实验室 , 天津 30 9 ) 0 13  摘




代谢组学作为系统生物学 的重要组成 部分 , 已经成为继基 因组学 、 转录组学 、 白质组学之后兴起 的  蛋

个新 的组学研究热点 。准确全 面的检测生物 体液 中浓度 较低 的代 谢物变 化是进 行代谢 组学研 究的基 础。  

液相 色谱 和质谱联用 ( C M ) L / S 技术结 合化学计量 学很好 地实现 了对 大量样 品和微量 代i 物 的快速定 性、 身   定  量分析 , 极大地推动了代谢组学的相关研究 。本文综述 了 L / C MS与化学计 量学相结 合用于 代谢组 学研究 的 
现状 , 对后续的研究进行了展望 。 并  

关键词

液相色谱和质谱联用技术 , 化学计量学 ,代谢 组学 , 评述 

1 引  言   
代谢 组学 ( eao o is 是继 基 因 组 学 、 录 组 学 、 白质 组 学 之 后 兴 起 的一 个 新 的 组 学研 究 热  m t nmc) b 转 蛋 点 , 系统生 物学 的重要 组成 部分 ¨-] ihl n等  在 19 是 3。Nco o s 99年 提 出代 谢 组 学 的概 念 : 对病 理生 理刺 

激 或基 因改变 时生 物体 系 的动态代 谢 响应所 进行 的多参数 定 量 分析 (h unitem aue et fh  teqatai   esrm n o  e tv   t
d n mi mu t a a ti mea oi  e p n e   fl i g s s mst  ah p y i1g c 1s mu i rg n t   d f   ya c   l p r mer   tb l r s o s so   v n   y t  o p t 0 h s 0 ia  t l o   e ei mo i - i c c i e 0 i   c i

ctn 。体 液 中的代 谢物 与细胞 、 织 中的代谢 物 处 于动 态 的平衡 当 中。 当机 体 由 于外 界刺 激 或 毒性  ao ) i 组 反应 导致组 织 细胞 出现异 常 的时候 , 常 的代谢 过程 出现 障碍 , 正 生物 的体 液组 成就 会产 生变 化 。代 谢组  学 的研究 目的就是从 尿 液 、 浆 、 清 、 血 血 唾液 和胆 汁等 生物 体终 端样 本 中检测 代谢 物 , 跟踪代 谢水 平整  或
体 的动态 变化 , 提取 “ 学 ” 息 , 组 信 以此 来反 映生 物 体 在 外 源 刺 激 作 用 下 的 体 内生 物 学过 程 变 化 情 况 。  

其 中的一个 基 础研究 过程 就是 全 面准确 的对 生物 体 的终端 代谢 产物 进行 定性 和定 量分 析 。由于生 物体  内的各种代 谢 物往往 以较低 的浓度 存在 于 复杂 的生物 介质 中 , 得 有关代 谢组 学 的研究 工作 进展缓 慢 。 使  
随着分 析技 术 的发展 , 年来 对大 量样 品和 微量代 谢 物 的分析 技术 取得 长足进 步 , 近 为代谢 组学 研究 

的具体 实施 提 供 了 技 术 支 持 。代 谢 组 学 研 究 , 要 使 用 的 分 析 方 法 有 核 磁 共 振 波 谱 ( MR) 质 谱  主 N 、 ( ) 色谱 ( C或 H L 、 MS 、 G P C) 红外光 谱 、 库仑 分析 、 紫外 吸 收 、 荧光 散 射及 发射 性检测 和 光散 射 等 J其 中  , 最为 常用 的方法 是核 磁共振 分 析和 质谱 分析 。   上述分 析手 段 的机制 、 点等各 不相 同 , 都会 在 较短 的时 间 内产 生海 量 的多 元性 数 据 , 要对 其  特 但 需 进 行统 计和 归类 分析 , 中提取 特征 代谢 物或 代谢 量 的整 体 变 化规 律 。传 统 的人 工 提 取信 息 的方 法 已  从 经远远 不能 满足要 求 。近年 来 , 研究 者们 多借 助化 学计 量 学 原理 编 辑 软件 在 计算 机上 实 现该 过 程 。 因  此, 代谢 组学 研究 就与 高通 量 、 高灵敏 度 的分析 手 段 以及 准确 、 速 的信 息提 取 方法实 现 了紧密 地结合 。 迅  

许多基因组学、 转录组学、 白质组学等研究无法察觉的变化, 蛋 可以通过分析代谢组体现出来 , 再加上代  谢 组学研 究 还具有 无损 伤 、 可量化 的特 点 以及 高通 量 、 低成 本 的优 势 J近 年来 代 谢组 学 研 究在 药 物研  , 发、 药物 安全 性评 价 1 , 境外 源物 毒性 检测 J营养分 析 【 疾 病诊 断 卜¨及 植 物代 谢 组学 【 7 环   、 l  、   l 领   等
域 都彰显 出 巨大 的科学 潜力 。  

2 L /   C MS技 术 的特 点 
液相 色谱 和质 谱联 用技 术在有 关 代谢 物 的分析研 究 中发 挥着 越来 越重 要 的作 用 。色谱 是最 常用 的 
2 0 —11 0 61 -5收稿 ;0 70 -8接受    20 - 2 2 本 文 系 国家 自然 科 学 基 金 ( o 26 5 5 , 0 30 5 资 助 项 目 N .0 7 0 6 3 6 0 7 )  
E— i :l c a g io 1 3. o   mal i h n x a @ 6 c r u n

维普资讯 http://www.cqvip.com

l3  56

分 析 化 学 

第3 5卷 

分离 分析 工具 , 与质谱联 用则 可 以更高效 、 速 的完 成从 分离 到分 析 的一整套 操作 。气 相色谱 与质谱 联  快 用 ( C MS 技术 和 L / G/ ) C MS技术可 以 同时检测 出数 百种化 合 物 , 包括 糖类 、 机 酸 、 基 酸 、 肪 酸 和大  有 氨 脂

量植 物 的次级代谢 产物 ¨  。G / C MS技术需 要先 对样 品进 行衍 生 化 预处 理 。这一 步 骤耗 时 而且 容易 引 
起样 品 的变 化 。受 此 限制 , C M G / S技 术 不能 分 析 热 不稳 定 物 质 和 一些 大 分 子 的 代谢 产 物 。而 L /   C MS 技术不 受此 限制 , 又经济 实用 , 用 于那 些 热 不稳 定 , 适 不易 挥 发 、 易衍 生 化 和 分子 量 较 大 的物 质 ¨   不  。

质谱 多通道监 测 的功能 和色谱 卓越 的分离 能力 使 L / C MS技 术对 检测 样 品的浓度 和纯 度要求 与 N MR技  术相 比明显 降低 , 至对 含量极 低 的物质 也能通 过优 化质 谱 的扫描模 式 给 出可视化 响应 。同时 ,C MS 甚 L/  
技 术又 有较好 的选 择性 和较高 的灵 敏度 , 得到 了越来 越广 泛 的应 用 。  

L / S技 术产 生 的数 据信 息有 其 自身 的特 点 , 产 生 的数据 由 H L CM 所 P C或 N MR的二 维数 据 , 上升 为 
保 留时 间 、 质荷 比和信号 强度组 成 的三维 数据 。应 用 L / C MS技术 分 析 代 谢 产物 时 , 要求 必 须 同 时采用  保 留时 间和质荷 比二个 参数 才能 准确地 标识 一个 化学 成分 , 无疑增 加 了 L / C MS谱 图解 析工作 的难度 。  

3 基 于化 学计 量 学 的 信 息挖 掘 
化学计 量学 ( h m m tc) ce o e i 是化学 科学 的一个 分 支 , 够 设计 、 究 多种 数学 模 型 ( rs 能 研 高通 量 模型 、 统 

计模 型 、 分析 模 型等 )特 别适 用于 处理大 量 的复杂 数据  。借 助化学 计量 学 可以帮 助代谢 组学 解决 两  ,
个棘 手 问 题 : 不 丢 失 关 键 信 息  在 的前 提下把 化 学 问题 抽象 成 合 理  的数 学模型 ; 选用合理有效 的数理 
通过 岛通 量 仪器 获得 原始 分析 数据 ,例 如液 相质 谱驮 用仪 
Ac uii  a fl sfom n t u n s u h a   q rng rw  e  r i sr me t,s c   sLC/ i MS, n ah g  h ou h t n ar i    i h t r g pu  ma n  

统计方法对数学模 型进 行计算 , 给 
出分析结 果 。希 望 借 助 化 学 计 量 
学 实现 的理想 的数 据处 理 模 式 如 
图 1 所示 。  

应 朋化 学讣 量 学将原 始 数擗抽 象为 数学 模 型 
Byc mo ti  t o ,r w  ls a eta s o me   u omai a l n o a p o e   t e t a  d l  he mc rcme h ds a f e   r r n f r d a t i tc l i t     r p rma h ma i lmo e  y c

借助 计算 机,  

川 数理 统i 的 方法分 析数抻  l

Comp u e b s d a l to s o t t tc lme h d  nay n   t  t r - a e   pp i in   fsa i i a  t o s a l zig daa ca s

3 1 解 析谱 图建立 数学 模型  .  要把 L / C MS分 析 产 生 的 谱 
通 过  仃统 计学 意 义的丰 似 点或 是小 I , 以 便砰 解 的  式 给 出报  H 司点  
S a it l i e e c sor n   i l i e   r  e o t d t  e e r h r n a   a y u de sa d ngf ma  t tsi   f r n e   / d smi t sa e r p re  o r s a c e s i  n e s   n rt n i  or t ca d a ar i

图转变 为合理 的数学 模 型 须对 原 

始谱 图进 行 预 处 理 , 中包 括 两  其
个关 键 步骤 : 滤噪音 和 峰匹配 。 过  

图 1 理 想 的数 据 分 析 过 程 
Fi 1 I e ls se o  t  n l i  g,  d a  y tm  fdaa a ayss

取平 均过 滤法 ( da ieig 是 目前经 常采用 的一 种过 滤噪 音方 法 。它属 于非线性 滤 过法 , meinft n) lr 采用  某 一相应 数 值 点 周 围 几 个 点 的 平 均 值 来 替 代 该 点 , 而 达 到 滤 噪 的 目的 ¨ 从  。另 一 种 是 匹 配 滤 噪 
( t e  lai ) 借助 高斯 函数建 立一 个标 准峰 模 型 , 型 中 的峰宽 度 与 高斯 函数相 对 应 ¨ ma h dft t n , c ir o 模  。在原  始数 据 中 , 宽小于该 函数 的 , 律被 视 为 噪音 而剔 除。在 此 方 法 的基 础 上 , n re 峰 一 A dev等  叫又发 展 了实 
验 确定 噪音的 匹配滤 噪法 ( ace  la o  i  x ei na ni  e r nt n E D) m th dft t nw t ep r tl o ed t mia o ,M N 。该方 法可 以  i ri h me   s e i

更好 得识别 出强度较 弱 的色 谱峰 , 自然 可 以提供 更多 的信息 。噪 音过 滤主要 根据 色谱 的保 留时 问进 行 ,  
不会 影 响质谱 给 出的任何 质荷 比数据 。  

在峰匹配方面容易想到的方法是在待测 的样 品中加人 内标 , 根据 内标在同一检测条件下保 留时问 
相 同的原理 , 来校 正色谱 峰保 留 时问 的漂移 。例 如 Waes 司 的软件 Makryx就是 通过 内部 计算 选  t 公 r reLn
用一 个 “ 内标 ” 成该步 骤 , 是该 软件 只适用 于 Waes 司仪 器 系 统 , 完 但 t 公 r 其它 型 号 的质 谱仪 产生 的谱 图 

受到 限制 。事实 上 , 助 内标 进行 峰匹 配有两 大 缺陷  :1 该方 法 首先假 设色谱 保 留时 间的漂移是 线  借 () 性 的假设 与实 际不相符 ;2 需 要 首先找 到既稳 定又 不与 目标 化合 物 相互 干扰 的新化 合 物作 为 内标 , () 增  加 了工作量 。为 了避免 这些 缺 陷 , 同时 实 现 非线 性 滤 噪 , isn等 提 出 了相 关 性 优 化 偏 移 (orl i   Ne e l cr ao etn ot i dw rig C W) pi z  apn , O 的方法  。该 方法综 合考 虑全 谱 的每个 峰宽 , m e 使用 两个估 计参数 模 拟峰偏移 ,   建 立一个 去 除峰偏移 后 的对 应模 型 , 后把 该模 型 与每 张 色谱 图对 照 就得 到 峰 偏移 系 数矩 阵 。之后 也  然 可 以借助 质谱 图 中包 含 的信 息 , 一步 优 化该 系数 矩 阵  进 引。C W 方法 以及 与 它相 关 的优 化 方 法都 是  O

维普资讯 http://www.cqvip.com

第1 0期 

林艳 萍等 : 液相色谱 和质谱联 用技 术结合化 学计 量学应用于代谢组学 的研究进展 

13  57

建 立在 峰偏 移 的大小 不超过 两个 相邻 峰 间隔 的基础 上 。另一 种进 行 峰匹 配的方 法就 是直 接建立 描述 峰 

偏 移 的函数 , 使其 系数 的方 差最 小 , 而使 两 张谱 图里相 同色谱 峰 的保 留时间偏 差最 小  J  从 。
经 过上 述两个 步骤 后 , 需 要把 L / 还 C MS技术 给 出 的三 维信 息 转 变 成二 维 数据 矩 阵 , 为后 续 的统 计 

学 处理 做好 准备 。 目前有两 种 思路 实现 数据 降维 : 图谱 按 照 时间分 段然 后建 立矩 阵 , 每个 特定 的时  将 在
间段 内 , 阵的 每一行 代表 不 同 的样 品 , 矩 每一列 代 表该 时 间段 内 扫描 检 测 到 的质 荷 比  ; 或借 助 Ma — r  k e y x 件 , 保 留时 间和 质荷 比联合 作 为矩 阵每一 列 的标识 , 同 的样 品作 为行 , 立数 据 阵  。 dn 软 将 不 建  
3 2 数 理统 计方 法  .

已经建 立 的数据 矩阵 中还 是隐含 有 大量 的信 息 , 要借 助 数 理统 计 方 法才 能 给 出化学 意 义 明确 的  需 结 果 。常用 于代谢 组学 研究 的统 计方 法 分为两 大 类 : 监督 式 (uevsd 模 式识 别 和无 监督 式 (nu  有 spri ) e u s—
p ri d 模式 识别  。 e s ) v e   有 监督 式模式 识 别利用 大 量 的样 本 , 为训 练数 据 建 立 数 学模 型 , 利用 后 续 的检 测 数 据优 化模  作 并

型, 从而 提高 样本类 别 判 断和生 物标 志物 识别 的准 确 性 和可 靠性 。使 用 该类 分析 方 法 的前 提 是 对样 本 
的分类 已有 初步判 断 。所用 到 的具体 方 法包 括 软 独 立 建模 分类 法 ( o n e e d n m dl go casa sf i p n e t o e n f l   — t d   i   s   n l y SMC   、 最 小二乘 法判 别式 分析 法 ( at les su rs i r n n aa s , L — A) 、 a g , I A) o 偏 pr a lat q ae  s i a t n l i P SD     i    d c mi   y s

k最 近邻 法 (  ers ni br,k N)3 和 人 工 神 经 网络 (rf i  er  e ok N Lj 法 等 。 kna t e ho e   g s N L]   o atia nua nt r,A N)3 方 ic l l w 1  
无 监督式模 式 识别 应用 于不 具备 任何 相关 知识 背景 的情况 下 , 生 物样 本 进行 类 别 归属 和 生 物标 志 物  对 ( im re) 别 , bo ak r识 也是 目前 代谢 组学 研究 中较 普 遍 采 用 的一 类 研究 方 法 , 用 的有 主成 分 分析 ( r c— 常 pi i n   p l o o et a a s , C   和簇类 分 析 ( ir c i l ls raa s ,H A) 等 。 a cmpn ns n l i P A)     ys hea hc   ut  n l i C   r ac e ys  


般 先采 用 P A等无 监督模 式 识别 方法 , C 将未 知样 品进 行分 类 , 时找 出异 常点 , 同 即可 能的 生物 标 

志 物 。但 是传 统 的 P A方 法存 在先 天 的缺 陷 , C 比如易受 数 据 尺度 不 同 的影 响 而准 确性 比较低  , 发  新
展 的稳健 P A、 C 小波 分析  等 可对 P A实 现 补充 。在建 立 初 步 的分 类 模 型之 后 可 以借 助有 监督 式 模  C

式识 别方 法 如 P SD L —A等 , 对该 分类 模式 用 同种类 的样 品进 行验 证 , 除不 合 理假 设 , 剔 进一 步 优 化模 型 。   最后 把数学 结 果 回归 成 有化学 意 义 的参 数 , 出易 于研 究 者们 理 解 的报 告 。有 关 化 学计 量 学 的全 部 过  给
程基 本是 通过 编辑 软件 在计算 机 上实 现 。  

4 L /   C MS技术 结合 化 学计 量 学 方 法在 代 谢 组 学研 究 中 的应 用 
4 1 药 物研 究开发 中的应 用  .

快速 发展 的药 物研 发对 分析 手段 的效 率 和可靠 性提 出了更高 的要 求 。药 物 直接 或通 过某些 代谢 渠 

道 间接产 生 的代谢 物积 累可 能造 成毒 理终 点 的产 生 ; 外 , 物通 过 代谢 产 生 的物质 进 入 血液 , 而 分  另 药 进 布 到一些 组织 器官 发挥 作用 , 可能形 成 毒理终 点 。而毒 理终 点造 成 的生化 改变 是 L / 也 C MS技 术所 能 检 
测 到的 。对 L / C MS分 析产 生 的数据 采用 适 当的 化学计 量学 方法 进行 处理 , 能提取 出丰富 的药物 代谢  就

信息, 使得 代谢 组学 研究 在药 物研 发 阶段 发挥作 用 : 进行 早 期 活体 毒理 测 试 , 且 能 为药 物分 子 的筛选  而 提供 依据 ; 助确定 药 物 的安 全性 生物 标 记物 和代谢 表型 , 能评 价将 动物模 型 实验应 用 于人类 疾病 的  帮 并
可行 性 。  

L t等  借 助 Makr i uz 钊 re  e V w来 识别 色谱 峰 , 用 SMC 利 I A软件 来 进 行 P A 或 P SD C L .A分 析 , 功 地  成 区分 了男 性 和女性 志愿 者尿 液 中的类 固醇 葡萄 糖 苷酸 ;mi S t h等 u 助 基 于 R语 言 环境 下 的 X MS软  借 C

件包实现对 L / S C M 数据处理。P m 等  应用 M re yxA p ctnMaae V r o10 M c m s, l b u a r n pl ao  ngr e i . ( io as kl   i i   sn r   u K)进 行 峰 识 别 , 用 Ma a 运 t b软 件 包 ( t ok,N tk 进 行 P A 处 理 , 用 Prut  akg  L Ma w rs ai ) h c C 利 i el pcae o e ( e in30; f m tx WA, S 进 行后 续 的分 析处理 , 证 了化学 计 量 学方 法处 理 L / V ro . I o e i, s nr r U A) 验 C MS数 据 的 
优势 。Wanr ge 等  用线 性离 子阱 质谱仪 提 供 的 中性 丢 失 扫 描模 式 , 用 新 的 化 学 计量 学 方 法 处 理数  选
据, 区分 了男性 和女 性病人 在 口服 阿 司匹林后 的差异 。在 最低 服用 剂量 为 5   g时 , 0m 也成 功找 到 阿司 匹 

林代谢 的生物标志物 。本研究组采用 L / S C M 技术结合化学计量学方法研究溴莫普林在大鼠体 内的代  谢产物。选用 X M 软件包进行数据处理 ,   CS 并在 T e o i i n hr F n a 公司的 X abr . 质谱工作站中对结  m ng cl u 20 i  

维普资讯 http://www.cqvip.com

13  58

分 析 化 学 

第3 5卷 

果 的有 效性 进行 了验证  。   4 2 病理学 研究  .

肌 体任何 部位 出现 异常 , 在体 液组成 上都 会有 所反 映 。因此 , 由于病 理原 因造 成 的代 谢紊乱 同样 也 
在 L/ C MS的检测 范 围之 内 。  

Wa g 。  究 了 Ⅱ型 糖 尿病 患 者 和 健康 志愿 者 血浆 中磷 脂 水 平 的差 异 , 同时 比较 了 P A 和  n 等 加研 并 C P SD L . A两种分 析 方法 在 区 别 两 类 样 品时 的优 劣 , 望 找 到 Ⅱ型 糖 尿 病 血 浆 中 的 生 物 标 志 物 。S e  希 hn 等 ¨ 研究者 从 系统生 物学 的角度 , 索 了致 命 性脓 血症 的病 理 原 因 。而 Wa t 探 n 等  借 助 L / C MS技术  结 合 XC MS软件包 解析 谱 图 , 进行 血清药 理 学的研 究 。   4 3 营 养学研 究  .

现代 公共 健康学 认 为 , 营养 不再是 食 物摄取 中数 量和 质量 的最低 限量 , 而是 指可 以影 响基 因 、 白、 蛋   和代 谢产 物 的饮 食信 号 引, 与基 因组 、 白组 、 录组 和代谢 组 紧密相关 。代 谢组 学 研究 作 为表 征肌  它 蛋 转 体最 终反 映 的系统生 物学 方法 , 在现代 营 养学研究 中也 可 以发 挥关 键作 用 。我 们 的 日常 饮食 并 非是 作  用 于单 一靶点 的单一 化合 物 , 是 同时调节 众多 生化途 径 的复杂 混合 物 , 食不 当往往会 诱 发多种慢 性  而 饮 代谢 疾病 的发生 。而 基于传 统检 测方法 的食 谱 建议 往 往 缺乏 全 面性 和 及 时性 考 察 , 能全 面准确 的反  不 映机体 的营养情 况 。代谢组 学方法 的建立 , 为安全 、 有效 、 合理 的膳食建议 提供 了个性化 的科 学系统  J 。  
脂类分 析是 营养学 中最 为重 要 的研 究课 题 , 谢组 学在 这 一领 域 的研 究成 果 也最 为显 著 。Wa i   代 tn ks

等 L  1用代 谢组 学研 究 了拈 抗剂 罗格列 酮 的慢性 肝 脂变 的作 用 , 。 从而 确立 了代谢组 学分 析体 内脂类 营养  物质 的组学分 析方 法 。20 03年 ,a H n等  进一步将 这种脂类 的整体 分析命名 为脂 组学 (idmc)  1io i 。 p s 在疾病 的营 养介入 治疗 方面 ,a es 。 应 用 动物 骨 关 节 炎 (s or ri,O 模 型 进行 代 谢组  Lm r 等 舶   ot at is A) e ht 学研究 , 发现 乳酸 等生物 标志 物与 O A有 关 。随后 通过 维 生 素 C营养 介 入 治疗后 , 代谢 异 常得 到矫正 ,   不仅证 明 了代 谢组 学在 营养评 价方 面 的可行性 , 为维生 素 C营 养介 入 治疗 骨关 节 炎 的分子 机 理研究  也 奠定 了基础 。在转 基 因食 品 的安全评 价 方面 ,acpl等  应 用代 谢 组 学方 法 分 析转 基 因 马铃 薯 , Cthoe 发 
现 其与传 统 品种 的代 谢物 成分 在统计 学范 围内相 同 , 从而 证 明了该 转基 因食 品的安全 性 , 同时表 明代谢  组 学分 析在这 一领域 的 巨大应 用前景 。  
4 4 环境 安全 评价  .

在环 境安 全方 面 , 随着环境 污染 的 日益 恶化 , 多化 学物质 对人类 环境 的威 胁 已到 了不 容忽 视的地  许 步 。 阐明这些 物质生 理 和毒理相 互作 用 的过程 , 阐释职 业与 环境疾 病 的病 理 , 出有 效 的治 疗 方案是  对 提
十分 必要 的 。  

Lf e aa 等  应用 L / S技 术分 析重金 属毒 物对 小 鼠的慢 性 毒性 , 进行 了碰撞 诱 导解 离 实验 , y CM 并 借  助 X a iu 软件发 现几 十种物 质有 明显 变 化 , 可 能 的生 物标 志物 。然 后 搜 索 化学 或 代 谢 物数 据 库 , clb r l 是  

结合 保 留时间 和碎片 离子质谱 图最 终鉴 定 出尿酸 等几 大类 化 学成 分 , 而解 决 了代 谢 组学 海 量 数据 数  从
理 的分析与 化学 意义识 别 问题 。  

5 研 究展 望 
综 上所 述 ,C MS 术结 合化 学计量 学 已经对 代 谢 组学 领 域 的研 究 产 生 推 动作 用 , 其 本身 仍 然  L/ 技 但
有 很 大的发 展空 间 , 临着理 论突破 和 广泛应 用两 方面 的挑 战 。 面   仪 器制造 技术 的发展 , 基于计 算机 的化 学计 量学 方 法 的 完善 , 大 地 推动 了 L / S技 术应 用 于  和 极 CM

代 谢研究 。但 是 L / C MS技术 与化 学计 量学 的结合 仍有 许 多 方法 学 上 的 问题 需要 解 决 : 先 , 首 生物 体 系  的复杂性 决定 了生 物体 液 以及 生物组 织组 成 的复 杂性 , 即使 L / C MS技 术 有较 高 的检测 灵 敏度 , 量 物  痕 质 的归属 和精 确定量 也还 存在 不少 困难 ; 其次 , 有 的 化学 计 量学 方 法 处理 结 果存 在 明显 的“ 阳性 ” 现 假   现象, 而且 只 能很 好 的反 映含量 较高 的物 质的浓 度变 化 , 对低 含 量代谢 物分 析 的准确性 和 可靠性 显著 下  降 。而这 些低 含量 的物质往 往携 带 了重要 的信 息 ; 次 , 用 L / 再 应 C MS技 术 确证 化合 物 结构 时不 如 N   MR 技 术直接有 效 , 而且 可供搜 索用 于确定 化合 物结 构 的数 据库 有 限 , 能满 足复杂 多样 的代谢 物研究 的需  不

维普资讯 http://www.cqvip.com

第 1 0期 

林 艳萍等 : 液相色谱和质谱联用技术结合化学 计量 学应 用于代 谢组学的研究进展 

1 3  59

要; 最后 , 科研 工作 者 已经总 结 了一 些 与病 理和 生理 变化 相 关 的标 志性 代 谢 产 物 , 是 要 建 立完 整 的诊  但 断专家 系统 , 实现 代谢组 学诊 断 的常规 化还需 要 做大 量 的工作 。   围绕 着上 述亟 需解决 的问题 , 合理 有效 地结 合 L / S技 术 和化学计 量 学各 自的优势 检测 生物 体 液  CM 中代谢 物 的分 布 、 变化 , 量 全 面准确地 对代 谢 物进行 定性 、 尽 定量 分 析是 未来 代谢组 学研 究方 向之 一 。  
Re e e c s fr n e 

1 LuC agX a( 昌孝 ) hns rdt n l n   ebl rg (   i hn —i 刘   o .C ie Ta ioa  dH ra D u s 中草药) 20 , 5 6 : 0 ~ 0  e i a   , 04 3 ( ) 6 1 65 2 LuC agX a( 昌孝 ) i j   h r c (   i hn —io 刘   .Ta i P amay 天津药学 ) 2 0 , 7 2 :1 6 nn , 05 1 () —   3 XeY eS eg 谢 跃 生 ) a  u— i g 潘 桂 湘) a  i— e ( 秀 梅 ) i  h n— i ( 昌孝 ) hns   i u—hn (   ,P n G i a ( X n ,G oXuM i 高 ,LuC agX a 刘 o .C i e e  
A a.C e ( 析 化 学 ), 0 , 4 1 ) 14 n1 hm. 分 2 6 3 ( 1 : 6 4~14  0 68
4 Nih lo      c o s n J K,L n o     i d n JC,Home   l s E.X n boia,l 9 e o it c 9 9,2 9:1 8 1 1~1 8   19

5 x   u — n ( 国旺 )Y n u (   uG oWag 许 , a gJn 杨

军 ) ho aorty ( .C rm t a, 色谱 ) 2 0 , 1 3 6~ 2   g h , 03 2 : 1 30

6 Th ma   H. T e d ̄M ir bo   o s G  rn . co i.,2 01,9:2 5 0 5 

7 L n o      id n J C,Nih lo    c o s n J K,Home   l sE,An t H ,B l r   E,Ke n H,B c o e t t  i ol d M  a u  e k n r O,Eb es T M ,Rey M    bl     l  D,Ro eto   br n s D,S e e sG J u e P,B e u A  t v n     ,L k   r a   P,C no     ,B b e R H ,Nid r a s rU,S n   , c l t r e h G,Sd i n       a trG H il    e eh u e  e n H S h ot b c   e i ema n U G, L u s n S M ,T mik A,C rB D, e ma — Ke ma   a re     y a  a     L h n Mc e n L,C l t   , o k c A,T o s C T x c 1 p 1 oe  M L u a i J   h ma   . o io.A p .Ph r c 1   a ma o.,
20 3, 1 7:1 7 ~1 6 0 8 3 4 

8 L n o      id n J C,K u   C,E b l T M ,P r e J M ,Ho me   e n H  b es     ec   l s E,Nih lo    c o s n J K.Ph r c g n mi ,2 0 a ma o e o c s 0 5,6: 9 6 1~6 9 9  9 L fy   ,J n tC,Ra u e — e GalB,F i c     aa e A u o  mo n tL   l   rt h P,T b tJ C,E a   . R p d Co s a e    zn E a i  mmu . Ma s S e t m.,2 0 n s  p c o r 0 3,1   7:
25 41~25   49

1   W ak n     ,Refn d r P R,P n H  ,Ge ma     0 t i sS M i y e    s a  J r n J B,L i rE H. et       e

Lp d Re.,2 0 i i  s 0 2,4 3:1 0 8 9~ 1 1   87

l  B n l   1 i r d e J T,Nih lo     ,S h f l     ,Gri g rD J c os n JK c o edP M i an e     ,Home   l s E.An ls , 0 3,1 8:3 ~3   ay t 2 0 2 2 6 1   G f n J L,B n e     ,Ma n C, b a h    ,Gib n   F,Nih lo    S o l e sC C,S otJ 2 ii r f    o n ySA n   He b c i M A b o sG  c o s n J K, h u d r    ct .   
. ,

i1 e o   o .G n m一

2o O 4,1 7:1 0 ~1 9 4 4 

1   B i d e J T,An t H ,Home   3 r l   n t  i l s E,T a tr G, N c os n J K,B t el H  , C ak   rne  ih l     o eh l   W lr e S,S h f l     , Mc l gn E, c o ed P M i Ki ii     l Mo e ae D E,Gr ig r D J sd     l an e     .Na . Me .,2 0 t d 0 2,8:1 3 4 9~1 4   44
1   Tosi o   V ,Fihn O .An 1 Bic e .,20 2 ,3 4 ltk v V  e   a. o hm 0 01:29 ~3   8 07

1  T y r , igR D, l n   ,Fe n O i nom t s 2 0 ,1 : 2 1~ 4   5 a l   K n     A t nT i   .B o f r ai , 0 2 8 ¥ 4 2 8 oJ ma h i c

1  YnH n 尹 6 i  eg(

恒 ) i h —un 李 曙光 ) a X eF n ( ,L S uG ag(   ,B i u—ag 白雪芳 ) uY — un (   ,D   uG ag 杜昱 光 ) h s B lt     .C i e ue no e n   li f

B tn ( 物 学通 报 )2 0 2 ( ) 5 2~ 4  oay 植 ,05, 2 5 : 3 50
1   W od,S. Ch mo tisan  ntli n  7 l e merc  d I el ge tLab r t r   y tms,1 95,3 o a o y S se 9 0:1 9 ~ l 5 0 1  1   Ha t s C  ,No n S M ,Ro   . Ra d C m mu 8 si   A ng .o     yS pi   o n. M as  pe to .,2 2, 1 :46 —46   s S cr m 00 6 2 7 1   Da e so   , Byu   ,M a kde  E.An y ia Chi c   t 9 nils n R l nd D r i s K  altc   mia Aca,2 02,45 0 4: 1 7 ~ 1   6 84

2  A devV P @ a  ,C e    ,M soe     0 nre    ,R r T hnH S okvt EV,L ao    K gr   . n1 hm , 0 3 7 : 3 4— 36 s vn vA R, a e B L A a.C e . 2 0 , 5 6 1 6 2  r  
2   S t    1 mi C A,W a tE J h n    ,OMal   i e G,Ab g a   l a y n R,Su d k G.A a . C e iz a   n 1 h m., 0 6,7 20 8:7 9—7 7 7 8  2   Nile     2 es n N V,C s n e     ,S d g a d J  r e a t snJM me s a r   . C r ma o r h o tg .A,1 9 9 8,8 5:1 0 7—3   5
Chrm ao . A ,20 2 ,961:2 o tgr 0 37 ~2   4

2   Byun   ,Da i ls n R ,M amq s  ,M a k d sK    3 l dD n es o   l uitG r i e   E.

2   Ya g J 4 n   ,Xu G  ,Z e g Y    W h n   F,Ko g H  ,W a g C,Z a   J a g T  n  W n  h o X  ,P n   . 2   J n s n P,B c     ,Mo t  5 o so   a r e SJ i r zT,T y gJ   rg  ,
H .An ls .2 O5, 1 ay t 0 30:7 01 ~7 7 0 

C r ma o r .,2 0 h o tg .A 0 5,1 8 0 4:2 4 ~2 1 1 2 

srm  ,P u   t  M l mb R,G a g rJ r n e  ,Mab u E,Nih lo    ,Home   i a m  c o s n JK l s E,An t t  i

2  YnP, hoX,L Q,WagJ i , uG W. 6 i   Z a  i   n ,L J X        
2   Wo d S 8 l   .P t r   e o n t n 9 6.8:1 7~1 9 a t n R c g i o ,1 7 e i 2 3 

P o o  e. 2 0 , : 15~ 13 rt me s , 0 6 5 2 3 3 4  e R

2   L n o    7 i d n J C,Home   l s E,Nih lo     c o s n JK.Prg esi   ce rMa n t   s n n e S e t so y, 0 1,3 o rs n Nu la   g ei Reo a c  p cr c p 2 0 c o 9:1~4   0

2   Ge a iP,Ko 9 l d  wM s iB  k  R.An 1 Ch m. Aca.. 1 86,1 5: 1— 1   a. i t 9 8 7

3   Ko ls iB R,B n e     . 0 wa k     e d r C F 

Ameia   e rc n Ch m.S cey,1 7 9 o it 9 2, 4:5 3 6 2—5 3   69

31 Bo q e M . Un e sa dig 9    su  d r tn n   9% o   tfca  u a  t r s:I to ci n & Trc . Ne Yo k:i i e s fAri ilNe r lNe wo k i n rdu to i ks w  r Un v r e,2 0 :1 ~2   02 7 2

3   J l feIT.P n i a  o o e tAn lss n   d ,N w Yok:S rn e ? r g 0 2:1~9 2 o l T   i i r cp lC mp n n  ay i.2 d e . e  r p g rVe l ,2 0 i a  

维普资讯 http://www.cqvip.com

l4   50

分 析 化 学 

第 3 卷  5

3   J h s n S C.P y h me ia,1 6 3 o no    sc o t k r 9 7,2:2 1~2 4 4 5 

3  L J g( 4 ii 李  n

晶 ) W  i —i 吴 晓 健 ) UuC agXa 刘 昌孝 ) Y a  i —i ( 英 进 ) c   hr aeta , Xa J n( o a ,   hn — i o( , unYn J 元 g n .At P am cuc  a i
D u   tb P a ma o ie.,2 0 r g Mea . h r c kn t 0 5,5: 8 2 7~2 3 9 

S i ( 学 学报 ) 20 4 : 7~ 3 ic 药 na , 06, 1 4 5 
3   Wu X J i    5     ,L n Y P,S n     o g N N,Yu n Y J s n a     .A i   a
3   L z U ,Lu zR  .Lut    .An 1 Ch m.,2 6 ,78:45 4 ~4 7l 6 ut  t  W zW K a. e 00 6 5  

3   Pu     7 lmb R S,Su fC L,G a g rJ H,C sr — ee   ,Ha ed n J N,De rG J t mp     r n e    a t P rz J o s l e    a     .Ra i   o p d C mmu .Ma s S eto n s  p cr m., 0 3, 20  
1 2 3 ~2 3   7: 6 2 68

3   Wa n rS,Do e a   ,B ro   8 g e  n g nM u t n L,W i g t  ,V6k lW .A a .C e n ae J 1e   n 1 h m.,2 0 0 6,7 8:1 9 2 6~1 0   35 3   L n Y P,S    ,L u C X. A in J 9 i    iD Y i    sa   .Dr g Mea . P a ma o i t 2 0 6:2 0 u   tb h r c k n ., 0 6, e 8  4   Wa g C,Ko g H  ,Gu n U F,Ya g J 0 n  n  W a    n   ,Gu J   ,Ya g S L,Xu G W .A a . C e n       n 1 h m.,2 0 7 41 8~4 1   0 5, 7: 0 l6 4   S e   ,Wa tE J h n W ,Ke t gW ,N s b u rW ,Mo r  1 h nZ n    ,C e   ai   n u s a me  o e R,Ge t     ,Su d k G. nl T M e iz a   
5:31 4 ~31   5 60

P o e me R s ,2 0   r to . e . 0 6,

4   Wat  , m t CA, i C, aH reK C Suda  2 n EJ S i    Qn   h   V n on    , i akG.M tblmc, 0 6 0 0 7~1 1  z e o i 20 ,1 :10 a o s 06
43 Mu lr M ,Ke se   Na . Re . Ge e.,20   le   r tn S. t v nt 03,4:3l ~32   5 2

4   Ge ma    4 r n J B,R b rs M  o e   A,W ak n     . t ti s S M  

Nu r 2 0 t., 0 3,l 3:2 7 S~2 8 S 3 08 0 3 

4   Ha   5 n X,Grs    .. ii R s osR W , pd e.,2 0 .L 0 3,4 4:1 7 0 l~1 7   09

4   L m r R J D got , pe —a e    , e e     K a s   V r j   T k p e   M, p k m     V g l J   6 a es   , e r   S i F b r J J l ma H, ru  B, ez  N, e o p l J   oJ s E l R V il e   S i s a K, o es   j G   T, v nd r re . a   esl o      a   e G e f v n N s r i JH. J eo j N t , 0 3 3 : 7 6~1 8   u . 2 0 ,1 3 1 7 r 70

4   C tn oe G  7 a e p l  C,B c ma   ,E o  P,Mo d e M , v i k  ek nM nt D  n h  Z wci B,T y o   ,Ha d   alr J r v N,S t  mi A,Kig R D,K l D B,F e n h n   el     ih   O,Dr p rJ r c a e   .P o .Na 1 t .Ac d c . U A a .S i S .,2 0 0 5,1 2:1 5 0 4 8~1 6   4 2

4   L fy  8 aa eA,J n tC,G l B R,F i c   u o  al     r shP,T b t   t a e  C,E a  J z nE.R pd C mmu .MasS et m.,2 0 a i  o n s p cr   o 0 3,1 7:2 41~2 4   5 59

Ad a c s o   q i   v n e   f Li u d Chr m a o r ph /M a s S c r m e r   m b n d wih o tg a y s   pe t o t y Co ie   t   Ch m o e r c Ap o c e   ple   o M e a o o i s e m t i  pr a h s Ap i d t   tb n m c 
L n Ya — i g‘ i  n Pn 一


SiDu n—   a Yun  , Li  u Cha g Xio n— a 

‘D p r etfP am cui l n i e n , ( eat n   h r aeta E gn r g  m o c  ei
Sho o hmi l n i ei  n ehooy i f   nvrt,T nn3 07 ) colfC e c   gn r ga dTcn l ,Tai U i sy i j  00 2    aE e n g nn ei ai ( i f  t e e a o t yo P am ckntsadP am cdn mc, Tai Sa   yL br o   h r oi i n  h r aoya i   nn tK a rf a e c s T n nI tueo P am cucl e ac , i f  0 13  i j   si t f h r eta  s rh Tai 30 9 ) ai n t   a i Re nn

Aba t a t Wih n t e pa tfw  e r sr c   t i  h   s e y a s,mea o o c tb n mis,a     e s an wpato  y t m  i lg r  fs se b oo y,h s g i e  r a  r m— a   an d g e tp o  
i e c   e ie   e o is,ta s rp o c   n   r to c . Thu , i i  e e s r  o d tc  n vv   t b lts n n e b sd s g n m c r n ci t mi s a d p o e mis s t s n c sa y t  ee ti  io mea oie    

to o g l  n   x cl h r u hy a d e a t y,w i h i t d t n l   o sd r d a   mal n o e o s o o n sa r c  e e s r m h c  s r i o al c n i e e   ss l e d g n u   mp u d   t a e l v l ,f    a i y   c t o
c mp e   imarc   st e ba i  t o o o ia  o i e ai n .Li u d c r mao r p y c u ld t  s  p c  o lx b o ti e a  h   sc me h d lg c lc nsd r t s o q i  h o t g a h   o p e  o ma s s e —

t me ( C MS o i dwt ce o e i m tosat  s  rm n n poes oacl a   ed vl r t L / )cmbn   i  h m m tc ehd ce a  po ie t rc s t ce rt t  ee   o r y e h r  d a      e eh —
o me to  tb n mis,b c u e o  h i  r mii g a i t  n q a i t e a d u n iai e a lss f ta e p n  fme a o o c e a s   f t er p o sn   b l y i   u l a i   n  q a tttv   nay i o r u   i t v
a u to   t b lts i  o p iae   a l s .Th   tae is o   /M S c mb n n   h mo erc m eh d   nd mo n   fmea oie  n c m lc t d s mp e e sr t ge   fLC   o i i g c e m ti  t o sa  

t  culi   fm t o o c s de ,wt h  rset e dv l m n o hs rsac  u jc,w r h ata t s o ea nmi t i e ie   b   u s i te popci   ee p e t fti eerh sb t ee h v o     e  
ds u s d i h s a t l . ic s e  n ti  ri e  c
K e wo d   Liui  h o tg a y c u l d t  s  p c r mer ,c e merc y rs q d c r mao r ph   o p e  o ma ss e to t y h mo tis,me a o o is,r ve tb n m c e iw 
( e e e  5 N v mb r 0 6; c e t   8 F b a  0 7   R c i d 1  o e e 2 0 a c pe 2   e r r 2 0 ) v   d u y


相关文章:
2型糖尿病患者血浆Gas6
【Key words】T2DM;PlasmaGas6;omentin-1;IR;Correlation 本组试验主要对 2 ...液相色谱和质谱联用技术结合化学计量学应用于 代谢组学的研究进展[J].分析化学...
药代动力学^^关于代谢组学的概述
一些液相色谱和质谱联用技术化学计量学方法结合, 应用于代谢组学的 研究工作,...传统中药仍存在许多关键性的科学问题未取得突破性进展, 如中药的体内作 用物质...
基于化学计量学与代谢组学方法的中药分析研究进展
2 基于化学计量学的代谢组学方法在中药分析中的研究 2.1 在中药药用植物代谢组学的应用 随着科技的进步,高通量分析技术为研究纷繁复杂的植物次生代谢体系提供了...
肿瘤代谢组学的研究进展
肿瘤代谢组学的研究进展_医药卫生_专业资料。浅谈肿瘤...大,因此需要有 能对其数据进行解析的化学计量学技术...[8],其中液相色谱质谱 (LC-MS)不仅可以对生物...
课程论文11液相色谱-核磁共振联用技术在药物分析中的应用
液相色谱-核磁共振联用技术在药物分析中的应用 前言...代谢组学 研究, 它非常适合于生物样本中复杂代谢...对LC-MS分析产生的数据,采用适当化学计量学方法进行...
代谢组学及其发展
学以液相色谱质谱(LC.MS)、气相色谱-质谱 (GC....进行代谢组学研究时,样品的预处理 和检测技术必须...大,因此需要有能对其数据进行 解析的化学计量学技术...
微生物代谢组学及其应用的研究进展
微生物代谢组学及其应用的研究进展_理学_高等教育_教育...2.2 液相色谱-质谱代谢组学的应用 液相色谱-...信息,对数据的分析需要应 用一系列的化学计量学方法...
代谢组学在中医证候本质研究中的应用概况
血清代谢成分变化, 结合常规血液生 化和组织病理学...光谱、 电化学检测等都被广泛应用于代谢组学的研究...液相色谱-质谱联用(lc-ms)、 毛细管电泳-质谱联(...
代谢组学在医药领域的应用与进展
代谢组学在医药领域的应用与进展一、学习指导 1....(超高效液相色谱/时间飞行质谱) 结合等方法来进行...因此有必要充分运用化学计量学 理论和多元统计分析新...
代谢组学在中医基础理论研究中的应用
利用化学计量学的方法可以挖掘代谢物所隐含的信息,...近年来,代谢组 学发展迅速,广泛应用于中医药研究...该研究使用了高效液相色谱-电喷雾电 离质谱技术对...
更多相关标签: