[发明专利]一种基于液相色谱/质谱联用的拟靶标代谢组学分析方法

说明书

技术领域

本发明涉及分析化学领域，具体涉及到一种基于超高效液相色谱/三重四极杆质谱动态多反应监测模式进行拟靶标代谢组学分析的方法。

背景技术

代谢组学是系统生物学发展过程中继基因组学、转录组学和蛋白质组学之后的又一重要分支，它致力于通过分析生物样本中尽可能多的代谢物及其受到外界刺激后所发生的变化来研究与代谢表型相关的生物现象及其功能。代谢组学技术被广泛应用于与疾病相关的研究中，用于发现与疾病诊断相关的代谢标记物，研究疾病发病机理，以及用于疾病治疗的手术效果及药物疗效的评价。常用的代谢组学平台主要是基于核磁共振技术和质谱及其联用技术。核磁共振技术具有样本制备简单、通量高等优点，但是其检测灵敏度较差。而质谱技术则具有较高的检测灵敏度，与色谱技术联用后更可以将复杂样本中的代谢物先进行色谱分离再进行质谱检测，减小了基质的干扰，有利于痕量代谢物的检测。

非靶标分析是基于质谱的代谢组学平台经常采用的一种方法。它不需要预先知道样本中含有那些代谢物，只需将样本按照一定的步骤进行预处理，然后利用质谱的全扫描模式对待测样本进行全扫描分析。利用软件将得到的谱图进行峰匹配，得到包含代谢物离子质荷比（m/z）、保留时间（色谱-质谱联用平台）及强度等信息的峰表。通过多变量或单变量分析方法找出各组之间的差异代谢物离子，并进行进一步的结构鉴定和生物功能解释。非靶标分析常用的质谱是高分辨的飞行时间质谱、四极杆-飞行时间串联质谱、Orbitrap质谱及FT-ICR质谱等，具有较高的质谱准确度，有利于代谢物的结构鉴定；而且由于质谱扫描时对代谢物没有偏向，可以检测出尽可能多的代谢物。但是非靶标分析也存在一定的局限，由于同时进行很宽范围的扫描，质谱的离子检测器很容易饱和，导致质谱的线性响应范围较窄，就难以对浓度千差万别的不同代谢物同时进行准确定量；由于同时对很多代谢物进行检测，使得每个代谢物的质谱扫描时间有限，势必会影响定量的准确性；而且峰匹配时所能得到的代谢物离子数目受峰匹配参数影响很大，并且由于峰匹配的算法限制，会产生很多错误匹配的结果，影响到数据分析结果的准确性，也使得不同批次数据的分析结果难以重复。

另一种常见的基于质谱的代谢组学方法是靶标分析方法，是对已知的少数代谢物进行分析的方法。它经常使用四极杆或三重四极杆质谱，通过选择离子扫描或多反应监测模式进行检测。四极杆质谱选择离子扫描时，只选定待测代谢物的特征离子；而三重四极杆质谱多反应监测时，在第一个四极杆中选定待测代谢物的特征母离子，在第二个四极杆中将选定的特征母离子进行打碎，而第三个四极杆则选定待测代谢物的特征子离子。靶标分析尤其是基于三重四极杆质谱多反应监测的靶标分析方法具有检测线性范围宽的优点，可以最大程度的满足复杂样本中代谢物的检测；它的重复性好，使得大量样本分析时数据的可靠性得以保证；可以而且由于检测的代谢物都是预设的，无需对得到的谱图进行峰匹配，简化了数据处理的过程，提高了数据分析结果的准确性以及不同批次数据分析结果的可重复性。但是代谢物靶标分析有一个很大的局限就是它只能对少量已知的代谢物进行分析，这和代谢组学分析尽可能多的代谢物的目标有很大的距离。

为了克服传统非靶标分析和靶标分析的局限，我们发明了一种在三重四极杆质谱上进行拟靶标分析的方法。为了分析尽可能多的代谢物，我们首先从超高效液相色谱/四极杆-飞行时间质谱上进行非靶标的自动二级质谱分析，得到包含尽可能多代谢物的母离子、子离子及保留时间等信息；然后将这些信息整合后输入到超高效液相色谱/三重四极杆质谱上进行动态多反应监测分析，获取待测样本的代谢轮廓信息，建立了基于超高效液相色谱/三重四极杆质谱动态多反应监测的拟靶标代谢组学分析方法。

发明内容

本发明的目的在于建立一种基于超高效液相色谱/三重四极杆质谱动态多反应监测（UHPLC/QQQ MS-DMRM）的拟靶标代谢组学分析新方法。相对于传统的超高效液相色谱/四极杆-飞行时间质谱（UHPLC/Q-TOF MS）方法，该方法具有线性范围宽、重复性好、无需对批量样本进行峰匹配、获得的数据质量好等优点。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：