代謝組學(xué)的研究方法和研究流程-醫(yī)學(xué)課件

代謝組學(xué)的研究方法和研究流程1編輯版ppt

2編輯版ppt主要內(nèi)容定義概述特點(diǎn)研究方法研究流程3編輯版ppt定義代謝組學(xué)（metabonomics）是指通過(guò)組群指標(biāo)分析，進(jìn)行高通量檢測(cè)和數(shù)據(jù)處理，研究生物體整體或組織細(xì)胞系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)代謝變化，特別是對(duì)內(nèi)源代謝、遺傳變異、環(huán)境變化乃至各種物質(zhì)進(jìn)入代謝系統(tǒng)的特征和影響的學(xué)科。4編輯版ppt概述代謝組學(xué)是效仿基因組學(xué)和蛋白質(zhì)組學(xué)的研究思想，對(duì)生物體內(nèi)所有代謝物進(jìn)行定量分析，并尋找代謝物與生理病理變化的相對(duì)關(guān)系的研究方式，是系統(tǒng)生物學(xué)的組成部分。其研究對(duì)象大都是相對(duì)分子質(zhì)量1000以內(nèi)的小分子物質(zhì)。先進(jìn)分析檢測(cè)技術(shù)結(jié)合模式識(shí)別和專家系統(tǒng)等計(jì)算分析方法是代謝組學(xué)研究的基本方法。其樣品主要是動(dòng)植物的細(xì)胞和組織的提取液。主要技術(shù)手段是核磁共振（NMR）、質(zhì)譜（MS）、色譜（HPLC，GC），其中以NMR為主5編輯版ppt特點(diǎn)關(guān)注內(nèi)源化合物對(duì)生物體系的小分子化合物進(jìn)行定量定性研究上述化合物的上調(diào)和下調(diào)指示了與疾病、毒性、基因修飾或環(huán)境因子的影響上述內(nèi)源性化合物的知識(shí)可以被用于疾病的診斷和藥物篩選。6編輯版ppt代謝組學(xué)的研究方法

7編輯版ppt真正意義的代謝組學(xué)研究。預(yù)處理和檢測(cè)技術(shù)需滿足高靈敏度、高選擇性和高通量的要求。需要對(duì)獲得的數(shù)據(jù)進(jìn)行解析。代謝產(chǎn)物分析4個(gè)層次代謝物靶標(biāo)分析。對(duì)個(gè)別特定組分分析。代謝輪廓分析。對(duì)預(yù)設(shè)組分的分析。代謝組學(xué)。特定樣品中所有代謝物分析。代謝指紋分析。比較代謝物指紋圖譜。2023/7/18編輯版ppt

目前最常用的分離分析手段是：氣相色譜與質(zhì)譜聯(lián)用(GC—MS)液相色譜與質(zhì)譜聯(lián)用(LC—MS)毛細(xì)管電泳與質(zhì)譜聯(lián)用(CE—MS)核磁共振(NMR)9編輯版ppt

GC-MS10編輯版ppt氣相色譜原理:氣相色譜的流動(dòng)向?yàn)槎栊詺怏w，氣-固色譜法中以表面積大且具有一定活性的吸附劑作為固定相。當(dāng)多組分的混合樣品進(jìn)入色譜柱后，由于吸附劑對(duì)每個(gè)組分的吸附力不同，經(jīng)過(guò)一定時(shí)間后，各組分在色譜柱中的運(yùn)行速度也就不同。吸附力弱的組分容易被解吸下來(lái)，最先離開(kāi)色譜柱進(jìn)入檢測(cè)器，而吸附力最強(qiáng)的組分最不容易被解吸下來(lái)，因此最后離開(kāi)色譜柱。如此，各組分得以在色譜柱中彼此分離，順序進(jìn)入檢測(cè)器中被檢測(cè)、記錄下來(lái)。

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質(zhì)譜原理:質(zhì)譜分析是一種測(cè)量離子荷質(zhì)比（電荷-質(zhì)量比）的分析方法，其基本原理是使試樣中各組分在離子源中發(fā)生電離，生成不同荷質(zhì)比的帶正電荷的離子，經(jīng)加速電場(chǎng)的作用，形成離子束，進(jìn)入質(zhì)量分析器。在質(zhì)量分析器中，再利用電場(chǎng)和磁場(chǎng)使發(fā)生相反的速度色散，將它們分別聚焦而得到質(zhì)譜圖，從而確定其質(zhì)量。12編輯版pptGC-MS的基本流路圖GC接口MS數(shù)據(jù)處理真空系統(tǒng)13編輯版pptGC-MS聯(lián)用儀器

SampleSample

58901.0DEG/MINHEWLETTPACKARDHEWLETTPACKARD5972AMassSelectiveDetectorDCBA

ABCDGasChromatograph(GC)MassSpectrometerSeparationIdentificationBACDADBCMS14編輯版ppt

優(yōu)點(diǎn)：集色譜法的高分離能力和質(zhì)譜法的結(jié)構(gòu)鑒定能力于一體，靈敏度高，可檢測(cè)到大量低含量的小分子代謝產(chǎn)物。缺點(diǎn)：無(wú)法分析熱不穩(wěn)定性的物質(zhì)和分子量較大的代謝產(chǎn)物。15編輯版ppt

NMR16編輯版ppt

核磁共振基本原理：當(dāng)以射頻照射外磁場(chǎng)中的自旋核，且射頻的能量正好等于核磁矩不同取向的能級(jí)差時(shí)，低能級(jí)的核將吸收射頻躍遷致高能態(tài)—核磁共振現(xiàn)象。17編輯版ppt

共振條件：(1)核有自旋(磁性核)(2)外磁場(chǎng),能級(jí)裂分;(3)照射頻率與外磁場(chǎng)的比值0/B0=/(2)18編輯版ppt

優(yōu)點(diǎn)：能夠?qū)悠穼?shí)現(xiàn)非破壞性、非選擇性分析。它是唯一既能定性,又能在微摩爾范圍定量有機(jī)化合物的技術(shù)。缺點(diǎn)：靈敏度相對(duì)較低,不適合分析低濃度代謝物。19編輯版ppt代謝組學(xué)的研究流程

20編輯版ppt代謝組學(xué)研究流程

21編輯版ppt代謝組學(xué)各分析流程技術(shù)

樣品的提取樣品預(yù)處理自動(dòng)進(jìn)樣檢測(cè)及鑒定化合物的分離數(shù)據(jù)分析與可視化，建模與仿真固相微萃