[发明专利]一种不同脉冲序列对水峰进行压制的研究方法

说明书

技术领域

本发明涉及生物分析技术领域，具体是一种不同脉冲序列对水峰进行压制的研究方法。

背景技术

代谢组学是后基因时代的一门新兴学科，与基因组学、转录组学和蛋白组学比较，具有以下优点：基因和蛋白表达的微小变化会在代谢物水平上得到放大，从而使检测更容易；代谢组学的研究不需建立全基因组测序及大量表达序列标签(EST)的数据库；代谢物的种类要远小于基因和蛋白的数目；生物体液的代谢物分析可反映机体系统的生理和病理状态，目前对其理论、概念、方法尚在研究和完善中。

代谢物分析一直是生命科学研究和代谢组学研究中的重要组成部分。传统的代谢物分析包括繁杂的样品准备和处理步骤，但是往往得到的只是有限的几个化合物分析结果。代谢组学的快速发展，主要得益于分析技术的发展使得对大量样品和大量代谢物的快速定量测定成为可能。目前，可用于代谢组学研究的分析测试技术较多，但是，最为重要的是核磁共振技术(NMR)和质谱技术(MS)。

NMR是化学和分子生物学领域广泛使用的一门分析技术，主要用于分子结构、构象、动态和反应等的分析测试，其检测没有偏向性，经常使用的¹HNMR谱对所有含氢化合物的灵敏度是一样的，单次检测可以得到所有含量在NMR检测限以上物质的特征NMR谱，谱图中谱峰的位置对应于样品中不同化合物分子，峰强度(如面积)反映相应的化合物分子的相对含量，因此图谱能够有效表达代谢物组成及含量信息，可以直接作为代谢指纹图谱进行分析研究。NMR样品的前处理简单，一般为非损伤性，不会破坏样品的结构和性质，可在接近生理条件下进行实验。NMR测试手段包括液体高分辨NMR、高分辨魔角旋转(HR-MAS)NMR和活体核磁共振波谱(MRS)。目前已经有不少将此方法用于肝脏、脑组织、前列腺等组织的研究报道以及其他代谢研究尿液是代谢组学研究中最常用的生物体液之一。尿样中包含大量的有机酸、碱、单糖、多糖、杂环、多元醇、氨基酸、低分子量的蛋白质和多肽以及各种无机盐Na⁺,K⁺,Ca²⁺,Mg²⁺,HCO₃^-,SO₄^2-,PO₄^3-等,这些化合物的变化情况直接反映了生物体内各种化学变化过程，由于尿液组分的复杂性,，尿液用于代谢研究过程的其中一个非常困难的问题就是谱图的指认解析，即一张¹HNMR谱图中数百个谱峰的归属问题。也可以将尿样中化合物逐个分离后测得其NMR谱，然后与整个尿样¹HNMR谱进行比对，逐步解析整个尿样¹HNMR谱图，但这种方法由于其复杂性和介入性而趋向于不再使用。目前经常使用的代谢物指认方法是二维核磁共振谱学方法以及标准物质加入法的结合。即使如此，目前能对尿样中予以指认的代谢物也不到检测到代谢物总数的一半。如果能利用不同的脉冲序列进行做谱比较，可以发现最适合的水峰压制的方法，对于数据的分析有比较大的作用。

作为当前代谢组学研究中的主要技术之一，与高效液相-质谱联用技术相比，核磁共振的缺点是灵敏度较低，但其优势也是非常明显的。核磁共振能对样品实现非破坏性、非选择性的分析，可在接近生理条件下进行实验,可设计多种编辑手段，实验方法灵活多样。另外，核磁共振氢谱对各种含氢化合物均有响应，能完成代谢产物中大多数有机化合物的检测，满足了代谢组学中对尽可能多的化合物进行检测的目的，因此被越来越广泛地用于代谢组学研究。

在生物样品的核磁共振(NMR)研究中，通常以水作溶剂，90％的水溶液中，水的¹H浓度接近100mol/L，约为生物样品浓度的l0倍。如果不进行溶剂峰的抑制，则会引起以下后果：信号超出谱仪模数转换器或NMR检测系统的线性范围；引起傅里叶变换的舍入误差；溶剂峰和某些感兴趣的信号峰重迭；溶剂峰两侧的信号产生畸变等。因此对水峰进行压制对于代谢组学、生物学、体育运动学、糖尿病血液分析都有较大的帮助。

压制水峰的方法主要有预饱和法(presaturation)、激发塑型法和水门（Watergate），即用梯度脉冲选择性激发水峰(excitationsculpting)，WET(WatersuppressionEnhancedthroughT1effects)法等方法。现有的技术定量讨论了梯度场实验中的三种限制压水峰效果的机制：横向磁化强度散相的动力学、纵向弛豫效应和辐射阻尼效应，分析了正是这些效应使得梯度场压水峰方法受到一定的局限。