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LC-MS非靶向代谢组

 1 非靶向代谢组学

非靶向代谢组学是将生物体所有内源性代谢物作为研究目标（广筛），重点在于比较实验组和对照组，发现寻找其种具有显著变化的代谢物质（差异代谢物），并构建代谢通路以解释代谢物于该生命体的关联

 2 LC—MS的优势

作为上个世纪九十年代发展起来的一门新兴学科，代谢组学已经被广泛运用在植物学、微生物学、药理学、临床医学等多个领域。代谢组学的中心任务是对内源性代谢物质的整体及其动态变化规律进行检测，量化和编录。实验的发展是基于分析化学的基础上进行的，发展至今，其研究手段也涵盖了核磁共振（NMR）、气相色谱（GC）、液相色谱（LC）、质谱（MS）等技术。
在众多仪器中，色谱与质谱联用技术是使用最多的，相对于NMR，色谱与质谱联用的精度更高，能鉴定出绝大多数代谢物，而且成本费用也相对较少，这也是现今色质联用广泛被使用的主要原因。而LC-MS除了可以分析GC-MS所不能分析的强极性、难挥发、热不稳定性的化合物之外，还具有以下几个方面的优点：

1 分析范围广，MS几乎可以检测所有的化合物，更加容易地解决了分析热不稳定化合物的难题；

2 分离能力强，即使被分析混合物在色谱上没有完全分离开，但通过MS的特征离子质量色谱图也能分别给出它们各自的色谱图来最终进行定性定量；

3 定性分析结果可靠，可以同时给出每一个组分的分子量和丰富的结构信息；

4 检测限低，MS具备高灵敏度，通过选择离子检测（SIM）方式，其检测能力还可以提高一个数量级以上；

5 分析时间快，HPLC-MS使用的液相色谱柱为窄径柱，缩短了分析时间，提高了分离效果；

6 自动化程度高，HPLC-MS具有高度的自动化。
关于质谱，根据质谱的工作原理，质谱又分成了双聚焦质谱仪，四极杆质谱仪，飞行时间质谱仪，离子阱质谱仪，傅立叶变换质谱仪等不同种类。而在实验时，我们可以根据不同需要适当调整仪器组和以及仪器附件。

 3 使用仪器

仪器型号

Agilent 1290/6545 UHPLC-QTOF/MS

Agilent 1290/6538 UHPLC-QTOF/MS

Agilent 6470 UHPLC-QqQ/MS

AB Sciex QTRAP® 6500 LC-MS/MS

产品特性：

● 自动调谐技术有助于保留不稳定化合物以便改进检测。

● 全新的快速自动调谐将小分子应用的灵敏度大幅高提升。

● 全新的安捷伦高压脉冲发生器和电源提高了质量分辨率性能，同时将质量准确度提升到了0.8 ppm

● 全新的离子光学元件具有更出色的稳定性，新型6545 Q-TOF 将软件与硬件的创新进行了有机结合，使仪器质量、仪器稳定性及其整体性能均得到了显著提高。

 4 实验方法

实验方法，流程，数据分析

 5 结果展示

图1，正离子，全谱，色谱图，总谱，总离子

正离子模式下总离子流图（TIC）

图2，负离子，全谱，色谱图，总谱，总离子

负离子模式下总离子流图（TIC）

Annotation RI mz rt rtmins KEGG B10 B11
Pyruvic acid 1052.7 174.0932035 425.617 7.093616667 C00022 0.3565036 0.056507411
Lactic acid 1064.7 117.0999985 436.85 7.280833333 C00186 4.747036327 3.344078952
Glycolic acid 1078.8 177.1000061 449.6945 7.494908333 C00160 1.326885339 0.527382498
Alanine 1107.6 116.1432731 476.326 7.938766667 C00041 3.028170541 3.084627979
Oxalic acid 1136 190.1000061 502.318 8.371966667 C00209 0.194537206 0.091481498
Heptanoic acid 1177.8 144.1581335 539.863 8.997716667 C17714 0.115500201 0.128741438
2-Aminobutyric acid 1178.3 130.1487871 540.51 9.0085 C02356 0.364989578 0.079262412
Methylmalonic acid 1203 247.0898469 562.6535 9.377558333 C02170 0.035611705 0.005913077
Valine 1223.2 144.1828377 579.983 9.666383333 C00183 1.50831138 0.379191532
4-Hydroxybutanoic acid 1239.1 117.0711577 593.143 9.885716667 C01770 0.146412544 0.086628849
Urea 1246.4 189.1000061 599.877 9.99795 C00086 0.07279439 0.009963712
Benzoic acid 1252.1 179.0967188 604.696 10.07826667 C00180 0.757627476 1.088216438
1,3-Di-Tert-Butylbenzene 1261.3 175.1661048 612.737 10.21228333 NA 0.934027453 0.03662111
Ethanolamine 1275.3 174.1877773 624.2735 10.40455833 C00189 6.510647873 1.843890014
Leucine 1279.6 158.1784614 628.416 10.4736 C00123 0.941304245 0.363700099
Glycerol 1283.5 205.1000061 632.9085 10.548475 C00116 18.67529482 22.50317805
Phosphoric acid 1284 299.1000061 633.189 10.55315 C00009 536.4761026 661.2377331
Proline 1306.1 142.1501043 650.863 10.84771667 C00148 0.322801402 0.080096555
Glycine 1316.6 174.1862447 658.924 10.98206667 C00037 16.92097907 17.66554668
Succinic acid 1316.9 247.1574299 659.2495 10.98749167 C00042 0.723656144 0.531405997
Glyceric acid 1341 292.1895564 678.819 11.31365 C00258 0.793085658 0.10722067
Uracil 1347.4 241.1000061 683.955 11.39925 C00106 0.740366515 0.203055317
Fumaric acid 1349.6 245.1000061 685.522 11.42536667 C00122 0.490779555 0.201807865
Nonanoic acid 1362.1 215.1775755 695.503 11.59171667 C01601 0.071946663 0.060307398
Serine 1370.9 204.1952103 702.576 11.7096 C00065 4.056129365 3.551741534

正模式下样品中代谢物鉴定结果

图3，代谢物，分类，总物质

代谢物分类图

图4，PCA，分析，

PCA得分图

图5，热图，差异，代谢物，分析

差异代谢物热图

图6，代谢通路，影响因子，分析

代谢通路影响因子图

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