代谢特性

发酵指人们借助微生物在有氧或无氧条件下的生命活动来制备微生物菌体本身、或者直接代谢产物或次级代谢产物的过程。经发酵过程制造食品时所利用的。最常用的有酵母菌、曲霉以及细菌中的乳酸菌、醋酸菌、黄短杆菌、棒状杆菌等。通过这些微生物作用制成的食品通常有以下5类：1、酒精饮料：如蒸馏酒、黄酒、果酒、啤酒等；2、乳制品：如酸奶、酸性奶油、马奶酒、干酪等；3、豆制品：如豆腐乳、豆豉、纳豆等；4、发酵蔬菜：如泡菜、酸菜等；5、调味品：如醋、黄酱、酱油、甜味剂（如天冬甜味精）、增味剂（如5′-核苷酸）和味精等。 如何有效地评估酵母等微生物的发酵能力、培养基（面团、啤酒等）发酵特性及样品的发酵条件等？如何长时间监测面包面团、酒类酿造、生物乙醇相关的发酵过程以及BP（发酵粉=化学膨胀剂）等工艺过程？ 产品推荐 日本WSF-2000MH系列发酵特性分析仪是一种通过自动持续测量并记录各种样品在微生物发酵过程中产生的气体总量和产气速度的变化曲线，分析样品的发酵条件、发酵特性等，可同时分析10到20个样品，每个样品独立控制、监测和分析。 产品应用微生物方面——菌株的育种、烘焙制品、酒类酿造、酱油、食品腐败、工业酒精以及甲烷氢气等领域，如小麦粉品质评价、酿造品质控制、微生物菌株筛选等。化学方面——食品膨胀剂、发泡剂、洗涤剂、入浴剂以及医药品等领域，如膨化剂、发泡剂等的新品开发和质量管控等。

透明质酸钠（HA），化学式为(C14H20NO11Na)n，是人体内一种固有的成分，是一种葡聚糖醛酸，没有种属特异性，它广泛存在于胎盘、羊水、晶状体、关节软骨、皮肤真皮层等组织、器官中。它分布在细胞质、细胞间质中，对其中所含的细胞和细胞器官本身起润滑与滋养作用，同时提供细胞代谢的微环境．它是将一种人体天然的"透明质酸"配合以其他促进细胞再生除皱药物制成一种凝胶，可以通过注射方法使用。透明质酸钠在化妆品中最重要的作用是保湿作用，与其他保湿剂相比，周围环境的相对湿度对其保湿性的影响较小。透明质酸钠是白色、类白色的粉末，也可能是白色或类白色的颗粒或粉末。是一个由葡萄糖醛酸和乙酰氨基己糖组成双糖单位聚合而成的一种高分子质量的直链黏多糖，其分子量为100万。在水中形成一种稠粘弹性的溶液，具有生理酸碱度及离子强度。其分子形态可变，故用较细的注射针也可通过。此外，透明质酸钠的含量测定颜色是紫色，可以通过葡萄糖醛酸的含量来确定透明质酸钠的含量。透明质酸钠主要应用于化妆品，食品以及医药领域，其中化妆品市场应用占比达55%以上。随着2020年12月28日，国家卫健委正式发布2020年第9号公告，正式批准透明质酸钠为新食品原料。随着透明质酸钠纳入新食品原料，透明质酸钠的使用范围有所扩大。受市场前景吸引，越来越多的企业入局透明质酸钠市场，包括华熙生物、众山生物、丰金生物等企业，随着市场参与者不断增加，未来透明质酸钠市场规模将进一步扩大。目前乌氏毛细管黏度计测透明质酸钠的特性粘度是行业内作为控制产品质量最为重要的指标之一。在YY/T1571-2017标准中明确了采用《中华人民共和国药典》中的通则0633第二法测定（即乌氏粘度计法），并且明确了采用氯化钠为溶剂，从而得出特性黏数。实验过程如下：1. 实验所需仪器：卓祥全自动粘度仪、自动配液器、万分之一电子天平、磁力搅拌器2. 实验所需试剂：氯化钠（分析纯)或者配置好的氯化钠，纯水。一、溶剂的配置：使用万分之一电子天平称量称量1.17g的氯化钠倒入25ml烧杯备用，加少量纯水溶解后倒入100ml定容瓶，再加25纯水到烧杯中冲洗并倒入100ml定容瓶，反复两次清洗烧杯后定容到100ml，混匀后贴上0.2mol/L氯化钠备用。二、溶剂粘度的测定：卓祥全自动粘度仪温场设置到25.00℃并且稳定后，加入0.2mol/L氯化钠12-15ml，软件中启动测试任务待结束。三、粘度管的清洗：启动卓祥全自动粘度仪清洗、干燥程序，仪器自动将粘度管清洗干燥后待用。四、透明质酸钠溶液样品的制备：在万分之一天平上精准称量精确到0.0001g，通过自动配液器将溶液浓度精准配制到0.00009g/ml（若样品中不完全是透明质酸钠，即按照含量算出需要称量样品多少质量才能达到这个测试要求），样品瓶放入搅拌子后在磁力搅拌器300R/min的转速搅拌1小时。五、样品粘度的测定：加入透明质酸钠溶液样品样品，启动软件中特定公式测试，待任务结束。六、粘度管的清洗：再次启动卓祥全自动粘度仪清洗、干燥程序，仪器自动将粘度管清洗干燥后待用。七、按以下式计算特性黏数：T/T0-----分别代表的是样品流经平均时间/溶剂流经平均时间，单位为秒（S）；C ------溶液质量浓度的数值，单位为克每毫升（g/ml）分子量可通过相对分子质量导出，以上结果在卓祥全自动粘度仪软件样品测量结束后可自动生成报表查看，报表可导出打印。 未经过原作者或者现发布者的同意，任何个人或者单位都不可以转载和使用上述内容

我国是世界第一大苹果生产国和消费国，2022年全国苹果产量约3500万吨。随着消费习惯的改变，人们对果实品质和营养健康效益也越来越重视，而不同品种果实在食用品质、贮藏特性、营养品质等方面存在差异。果实特征与代谢物直接关联，建立基于营养代谢物的时空品质评价数据库是提升果实品质的基础，这不仅是满足人民对美好生活向往的需要，更是农业高质量发展、乡村振兴和改善人民生命健康的重要举措。农产品加工研究所基于广谱代谢组技术构建了苹果时空品质评价代谢物数据库，包含类黄酮、酚酸、有机酸、脂质、生物碱、单宁、氨基酸、核苷酸、糖及糖醇、萜类等2575种营养代谢物。对来自全球的292份自然群体苹果品质与代谢物含量进行分析，比较了不同族系差异代谢物及其营养特征，鉴定了特征代谢物对不同品种果实鲜食、加工、贮藏等特性的影响。在此基础上，基于全基因组关联分析鉴定了222877个与2205种苹果营养代谢物显著关联的位点。这是目前最大的苹果时空品质评价代谢物数据库，从基因组层面系统解析物质代谢调控位点，为我国果实品质改良、加工适宜性和营养品质评价等提供数据支撑，将极大地促进果实品质的数字化、标识化、优质化和加工原料品种专一化，为打造农产品品牌和提升生产加工标准化提供了技术支撑。该研究成果在国际顶级期刊《Genome Biology》（IF5-y=20.366）在线发表。农产品保鲜与物流创新团队林琼副研究员、研究生陈静、果蔬加工与品质调控创新团队刘璇研究员、迈维代谢王彬博士为论文共同第一作者，毕金峰研究员为通讯作者。研究材料采自国家苹果梨种质资源圃。研究得到了国家重点研发计划（2022YFD2100100）、国家苹果产业技术体系（CARS-27）、中国农科院农产品加工研究所创新工程院所重点任务（CAAS-ASTIP-G2022-IFST-02）等项目支持。原文链接：https://genomebiology.biomedcentral.com/articles/10.1186/s13059-023-02945-6图 基于群体代谢视角揭示苹果品质改良机制

靶向代谢组学中，通常需要同时检测多个目标组分，这对质谱数据的采集速度提出了很高的要求。 岛津超快速质谱（UFMS）拥有业内首屈一指采集速度。以LCMS-8050为例，其驻留时间（Dwell time≥0.8 ms）、切换时间（Pause time≥1 ms）、扫描速度（Scan speed≤30000 u/sec）、正负极切换速度（Polarity switching time=5 ms）；并且具有触发子离子扫描功能，可以实现MRM定量的同时对目标组分进行子离子扫描定性分析。 以下图为例，假设一个峰宽6秒的UHPLC色谱峰用于定量分析，必须有20个采集点左右，峰型才足够平滑，峰面积和出峰时间的重复性才能达标。如此算来，每个采集点的循环时间（loop time）只有300 ms。在300ms的时间段内，需要进行所有目标组分的采集，如下AB正离子，CD负离子： 1.采集循环开始，切换时间内对质谱通道电压进行调整（为A离子对“铺路”）；2.A母离子通过四级杆Q1、碰撞池内进行碰撞、四级杆Q3筛选子离子、最终到达检测器进行离子计数，这段时间总和即为驻留时间；3.为B离子重复以上过程，到此正离子采集完成；4.接着切换从离子源到质谱通道到检测器的电压为负，此为正负极切换时间；5.进入到C、D的采集过程，过程与AB一样；6.最后将电压切换为正，到此结束整个循环时间，开始下个采集点的循环时间。 这只是两个正离子和两个负离子的采集例子，如果采集目标组分数量急剧增加，在峰宽不变的情况下（即循环时间loop time不变），分到每个离子的驻留时间和切换时间将急剧减少，因此最小驻留时间和切换时间，直接决定了该质谱在所能同时采集的离子对数量，这对于靶向代谢组学或其他需要进行多目标物同时筛查的项目，至关重要！ 图2. 质谱采集信号的过程，以及频率和点数的关系最后，举例说明岛津UFMS在靶向代谢组学中的一个应用实例：脂质组学属于代谢组学的一个分支。为进行靶向脂质组学研究，岛津公司利用超快速质谱适于多化合物同时检测的特性，推出了第三版脂质介质方法包：包含了主要脂类化合物如类花生酸、二十二碳六烯酸（DHA）和二十碳五烯酸（EPA）等多价不饱和脂肪酸代谢物，花生四烯酸乙醇胺（AEA）、血小板活化因子（PAF）等196种主要脂质介质及其相关物质的色谱、质谱条件（MRM通道）。 该方法只需20分钟的色谱分析便能获得这196种化合物的脂质介质的分析结果。此外，方法包中还根据出峰时间和结构特性，准备了18种氘代内标化合物的MRM通道。另外，该方法包可进行保留时间校正，可使用内标法进行半定量，所以可用于检索多变量解析时的标记物。下图显示了超快速质谱MRM模式中，196种脂质和18种内标同时分离所采集得到的色谱图。 图3. 脂质介质方法包用于196种脂质，18种内标的分离 撰稿人：钟启升

在刚结束的2024 ASMS上，沃特世发布了代谢组学和脂质组学全新软件MARS和Lipostar 2。MARS和Lipostar 2具有完备的组学工作流程，丰富了使用者分析组学数据的体验，提高了组学数据处理的工作效率。 图1.工作流程。 关键特性 可处理大部分主流品牌仪器采集的数据 LCHRMS非靶向、半靶向、靶向代谢/脂质组学以及空间代谢/脂质组学数据处理 正离子数据、负离子数据同时导入合并处理，合并共有特征 多种归一化方法，包括LOESS方法 数据库管理模块，通过基于规则或导入MS/MS实验数据，生成MS/MS数据库，包括HMDB，MassBank(北美)，Lipidmap等开源数据库；植物组学数据库(29,000化合物)，暴露组学数据库(28,000化合物） 灵活的特征注释方法，包括：▷ 谱图匹配注释方法 ▷ 基于脂质类别特定碎片识别的高通量自底向上的注释方法 ▷ 氧化物脂质的高通量注释 使用减少缺失值的空白填充算法 各种图形可视化和细化鉴定结果 各种多元统计分析工具 代谢物通路映射富集分析工具 处理离子淌度数据并使用CCS值注释特征 按照化合物类别选择并浏览数据 药物/外源物质代谢产物鉴定功能软件界面浏览 图2.正负离子数据合并处理。 图3.多维度，按化合物类别浏览化合物在样本中的分布。图4.按照疾病模型进行通路富集。 如需软件试用，请发送您的“单位名称、姓名、手机号、邮箱、地址”信息到xu_bai@waters.com，我们将尽快与您联系！ 6月26日，沃特世将于北京举行 “逐极而质|沃特世代谢组学与脂质组学研讨会 — 暨Xevo MRT新产品发布会”，并同时开启线上直播。扫描下方二维码即可报名参加，届时可近距离深度了解这款集高分辨率、高灵敏度和快速的数据采集速率于一体的新品高分辨质谱，期待与您在云端相见！ △扫码立即报名

肿瘤免疫是利用免疫学的理论和方法研究肿瘤的抗原性、机体的免疫功能与肿瘤发生/发展的相互关系、机体对肿瘤的免疫应答及其抗肿瘤免疫的机制、肿瘤的免疫诊断和免疫防治的科学，与肿瘤代谢特性及微环境重建有着十分密切的关系，其对研究肿瘤的发病机制、预防、诊断和治疗具有重要意义。能量代谢是生命体最基本的特征之一，代谢的重编程与癌症、免疫、神经退行性疾病、肥胖、糖尿病等息息相关。为此，从细胞能量代谢着手，探索生命现象的奥秘，寻找重大疾病的新疗法，已成为目前的热门研究领域。一文带你解读近期2场会议报告亮点，揭密那些隐藏的小细节！ 6月15日—肿瘤免疫与代谢（点击日程即可报名参会）1.针对肿瘤和自身免疫性疾病等重大疾病，围绕树突状细胞囊泡转运相关分子和T细胞特异性抗原受体库开展系统免疫学研究2.针对肿瘤个体差异和肿瘤空间异质性的问题，发展的代谢组分子分型-代谢物异质分布空间可视化-精准粒子治疗策略，最大化的减少副作用，并达到更好的肿瘤抑制效果3.专注肿瘤免疫生物治疗以及相关代谢机制，在微小囊泡研究领域有一系列的原创性发现。4.安捷伦重磅新品在线赏，能量代谢分析技术强应用6月24日—转化医学之肿瘤免疫学（点击日程即可报名参会）1.重点介绍FOXP3+调节性T细胞功能可塑性及稳定性分子机制研究新进展，以及组织特异性Treg, 特别是自身免疫病，肥胖及衰老相关糖尿病以及肿瘤微环境中FOXP3+Treg功能与免疫疗法相关新进展2.通过研究免疫系统和肿瘤之间的相互作用，鉴定肿瘤特异的免疫细胞，尤其是识别肿瘤抗原的T细胞，以及肿瘤细胞抵抗免疫攻击的逃逸机制，从中发现新的治疗靶标，建立高效的肿瘤免疫治疗新方法3.肿瘤浸润淋巴细胞TIL疗法的进展与挑战4.Cytiva层析技术助力肿瘤免疫学研究 ♥更多精彩尽在网络讲堂：https://www.instrument.com.cn/webinar/

细胞内代谢物之间是否正在发生相互转化，是细胞代谢活动最重要的动态特征之一，但其检测方法一般极为繁琐。针对这一瓶颈，青岛能源所单细胞中心提出了名为“拉曼组内关联分析”(Intra-Ramanome Correlation Analysis IRCA)的理论框架与算法，并示范了细胞工厂功能测试等方面的应用。在无需标记或破坏细胞的前提下，IRCA仅仅基于一个拉曼组数据点(即一个样品的一个状态)，利用其中不同单细胞拉曼光谱的差异，就能推测该状态下的代谢物相互转化网络。相关工作于8月31日发表于《mBio》。图 拉曼组内关联分析(IRCA)仅需一个细胞群体的一个状态，即可预测其代谢物转化网络　　代谢物相互转化网络的构建，传统上基于质谱或色谱等代谢组学方法。它们通常必须破坏细胞，每次分析需要大量的细胞，而且要求基于一系列不同代谢状态的实验样品进行关联比较，这导致整个过程非常繁琐与耗时。针对这一瓶颈问题，单细胞中心提出了基于“拉曼组”(ramanome)的原创解决方案。拉曼组，是一个细胞群体在特定状态下单细胞拉曼光谱的集合。这些单细胞，尽管遗传背景与环境条件等均一致，其代谢状态却可各不相同，导致其拉曼光谱之间具有细微但显著的差异。一个“遗传同质性”样品中细胞间具有“代谢异质性”，是生命体系最本质的特性之一。　　利用该本质特性，单细胞中心何曰辉博士带领的研究小组提出了命名为“拉曼组内关联分析”(Intra-Ramanome Correlation Analysis IRCA)的思路。首先，一张单细胞拉曼光谱中数百乃至数千的拉曼谱峰中，每个谱峰(或其组合)可潜在代表一个代谢表型，如一类化合物的种类与含量。其次，把每个细胞作为一个独立的生物学重复，在不同细胞之间，将同一位置的谱峰与其它任一谱峰进行两两关联分析，如果发现呈现“负关联”的峰-峰组合，即意味着其对应的两类化合物之间存在相互转化的关系。最后，将该分析拓展到单细胞拉曼光谱中所有可能的峰-峰组合，则能建立一个该状态下之胞内化合物相互转化(或代谢表型相互关联)的“网络”。　　该研究小组以各种光合微藻为模式，通过一系列系统性的生物化学与遗传学实验，验证了IRCA预测结果的准确性和可靠性。这些实验证明，仅仅需要一个样品(即一个拉曼组数据点)中的数十个细胞，通过IRCA算法，就能够揭示该特定条件与时间下，细胞中蛋白、多糖、油脂、色素、核酸等各种储碳物质的相互转化规律。这些规律的快速探测，对于光合固碳细胞工厂的筛选与表征至关重要。　　最后，研究人员还通过IRCA，构建了微藻、酵母、大肠杆菌等物种在多种状态下的代谢物转化网络，验证了该方法的广谱适用性，并证明这种名为IRCN(Intra-Ramanome Correlation Network)的网络有望成为一种极为灵敏、信息量丰富的代谢表型组学数据类型，来定义、表征乃至监测任何细胞体系的代谢功能。　　相对于质谱、色谱等分析手段，IRCA具有超灵敏、快速、高通量、低成本(无需试剂耗材)等核心优势，因此IRCA将在合成生物学、精准医学、生态监控、生物制造等广阔领域开辟一系列全新的应用。同时，基于拉曼组概念和单细胞拉曼分选等核心器件的创新，单细胞中心发明和产业化了临床单细胞拉曼药敏快检仪CAST-R、单细胞拉曼分选-测序文库耦合系统RACS-Seq、高通量流式拉曼分选仪FlowRACS等。IRCA将通过这些原创国产的单细胞科学仪器，服务于广大的科学与产业用户。　　该工作由单细胞中心徐健研究员主持完成，获得了国家自然科学基金、中国科学院先导专项、山东省自然科学基金、中国博士后科学基金的支持。　　原文链接：https://journals.asm.org/doi/10.1128/mBio.01470-21　　Yuehui He, Shi Huang, Peng Zhang, Yuetong Ji, Jian Xu. Intra-Ramanome Correlation Analysis unveils metabolite conversion network from an isogenic population of cells. mBio 2021, 12(4): e01470-21.

2006年8月上海-讯：作为全球领先的液相色谱、质谱、化学品及实验室信息管理系统专业生产厂家， 沃特斯(Waters)将于今秋9月19日至21日参加在上海新国际博览中心举办的慕尼黑上海分析生化展， 重点推介其创新的代谢组学研究解决方案--超高效液相色谱（Waters® ACQUITY UPLC™ ）与高分辨率TOF质谱联用的分析平台。 超高效液相色谱（Waters® ACQUITY UPLC™ ）是液相色谱系统的领先者。这一创新技术使得液相色谱技术在分离度，灵敏度和速度的综合性能得到全面提升。超高效液相色谱（Waters® ACQUITY UPLC™ ）系统利用在填料化学性能、仪器系统优化、检测器设计和数据处理及控制方面的优势，对分离科学进行了重新定义。 超高效液相色谱(Waters® ACQUITY UPLC™ ）与高分辨率TOF质谱联用为代谢组学研究提供了功能强大的分析技术平台，可用于鉴定未知化合物、量化已知物质并解释分子的结构和化学特性，这意味即使在复杂的化学混合物样品中，浓度很低的化合物也可以被鉴定。它的重要功能包括代谢鉴定，生物标记物发现以及毒性研究等。 同期，沃特斯(Waters)还将于展会首日9月19日下午14：00至14：30在W2展馆M2会议室举办“沃特斯(Waters)代谢组学研究分析平台”专题论坛，与业内专家共同探讨这一创新的解决方案。 关于沃特斯公司（Waters Corporation） 沃特斯公司（Waters Corporation）在三大分析技术领域：液相色谱技术、质谱技术和热分析技术方面占据世界领先地位。在整个200至250亿美元分析仪器市场份额中约占50亿美元。 媒体查询，请联络： 沃特世科技（上海）有限公司 谢迎锋 小姐 电话：+86 21 54263597 传真：+86 21 64951999 Email：xie_ying_feng@waters.com 网址： www.waters.com www.waterschina.com

Introduction茶菌等传统微生物发酵饮料使用富含蔗糖的茶水作为原料，经酵母和细菌共发酵而成。红茶作为茶菌发酵的主要原料，也被称为康普茶，具有促进胃肠道消化、抑制肠道有害微生物生长、抗氧化特性、促进血管舒缩、辅助预防心脑血管疾病的功能。发酵是康普茶香气产生的关键工序，可以产生大量的醛、酸、酮和其他化合物。目前，红外、微波、超声波等物理加工技术已成功应用于食品发酵，与传统加工技术相比更能促进风味的形成。其中，超声波处理的茶叶非常稳定，通过物理作用增强参与香气合成基因的表达，使得茶叶形成不同香气化合物。近年来，顶空固相微萃取（HS-SPME）样品前处理方法因其对样品需求量小、不需要有机溶剂、操作简单、灵敏度高、重现性好等特点，已成功应用于各种茶叶香气物质的提取。超声提取技术具有速度快、成本低、操作简单、环保、效率高等优点，是增强茶叶香气释放的一种特殊方式。因此，HS-SPME结合超声波技术可能适用于茶叶发酵过程的分析。代谢组学可以同时实现所有代谢物的全面定性和定量分析。现阶段，基于HS-SPME结合气相色谱-质谱（GC/MS）技术的组学方法已广泛应用于挥发性化合物的代谢组学分析。然而，结合HS-SPME-GC/MS与代谢组学方法，用于康普茶代谢产物变化与代谢途径之间的关系的研究鲜有报道。本文改进了康普茶的发酵工艺，并通过单因素和响应面分析进行优化。采用HS-SPME-GC/MS技术对康普茶发酵过程进行代谢组学分析，探究其代谢产物变化，并进一步分析代谢途径及其对挥发性化合物性质的影响（图1）。图1. 基于HS-SPME-GC/MS的代谢组学结合多元分析研究康普茶发酵过程中的特征挥发性物质和代谢途径。Results and Discussion发酵条件的确定不同超声频率下发酵液中总糖和茶多酚的消耗率如图2A和2B所示。结果表明，超声处理和非超声处理的样品其总糖和茶多酚的消耗率存在显著差异。优选发酵时间为3 d。根据采样时间记录发酵周期为S0～S7，其中发酵初期阶段记录为S0。此外，优选23 kHz的超声波频率为后续实验的最佳频率（图2C），优选pH 3.2为后续发酵的最佳条件（图2D），优选30 °C为最佳温度（图2E）。以发酵后总糖和酚的消耗率为响应值，进行Box-Behnken分析，建立高度拟合的茶提取物发酵条件的三元回归模型。图2. 探究超声处理对（A）茶多酚消耗率、（B）糖消耗率的影响，（C）五种超声频率对茶多酚和糖消耗率的影响，（D）五种pH值对茶多酚和糖消耗率的影响，（E）五种温度对茶多酚和糖消耗率的影响。采用扫描电子显微镜（SEM）表征23 kHz处理组和对照组茶菌的形态。结果表明，对照组表面光滑圆润，而超声后的细胞表面存在凹痕和皱纹（图3）。这可能与20～40 kHz频率下的急性气穴现象有关。超声波处理可以提高微生物中相关酶的活性，从而提高发酵效率。图3. SEM表征超声对茶菌形态的影响，（A和B）超声处理组，（C和D）对照组。代谢组组成分析GC-MS-TQ8040具有高通量和智能操作特性，配备高亮度离子源和高效碰撞池，可用于超灵敏分析。保留时间、已鉴定化合物列表、缩写、CAS号和分子式如表1所示。 表1. 基于HS-SPME-GC/MS鉴定康普茶发酵过程中的代谢物。132种气味活性化合物被分为10组（32种醇类、13种酮类、16种烯烃、18种酯类、14种烷烃、11种芳烃、9种酸类、7种醚类、4种氮挥发性化合物和1种硫化物）。康普茶发酵过程中挥发物的代谢谱表明，鉴定的化合物分离良好。采用单因素方差分析和Tukey图基事后检验法验证上述132种挥发性化合物在发酵过程中具有显著性。132种高贡献挥发物的方差分析统计如表2所示。表2. 康普茶发酵过程中挥发性成分的相对峰面积变化及其与发酵时间的相关性。标志性挥发性物质的分析采用主成分分析（PCA）将发酵样品分为不同类群，结果表明，发酵和未发酵的茶叶具有不同的挥发性物质成分（图4A）。发酵过程中茶叶的挥发性物质经历周期性的变化。进一步采用PCA的载荷图解释S0～S7代谢物变化差异的具体成分，结果如图4B所示。2-甲基丁酸、D-柠檬烯和苯乙醇等香气化合物有助于康普茶的整体花香、酸甜和柠檬味，并且远离零点，对PC1和PC2有显著贡献，从而影响发酵液的气味特征。PLS-DA得分图显示出更好的模型拟合（组间差异更显著），PC1和PC2分别占比59.1%和7.6%（图4C）。如图4D所示，选择了25种挥发性化合物。苯乙醇增强了“花香”风味，改善了整体的感官香气质量，并增强了康普茶的“甜”香气特征。其难闻气味可能是由2-甲基丁酸引起。挥发性成分的鉴别结果表明，发酵工艺对康普茶挥发性成分具有显著影响。此外，这些挥发性化合物被认为是康普茶发酵过程中的主要特征香气成分。图4. （A）康普茶样品的多元统计分析和质谱数据集的PCA得分图，基于PCA模型的（B）康普茶样品中变量的载荷图、（C）PLS-DA得分图、（D）PLS-DA评选的前25种挥发性化合物。特征代谢物的鉴定结合载荷图和VIP得分进一步筛选特征代谢物。结果如图5所示，部分差异代谢物与康普茶发酵过程呈线性相关。叶醇、二十烷、水杨酸异辛酯、2-甲基丁酸、邻伞花烃、甲基三十烷基醚、苯乙醇和棕榈酸异丙酯的含量与红茶发酵时间呈正相关。其余化合物（甲氧基苯肟、芳樟醇、雪松醇、二氯乙酸、癸酯）与储存时间呈负相关。图5. 12种代谢物的箱形图表明发酵中存在显著差异。代谢途径分析本文介绍了特征挥发物的产生途径、形成机制以及它们之间的转化关系。康普茶发酵过程中发现的特征代谢物的代谢途径如图6所示。图6. 康普茶发酵过程中发现的特征代谢物的代谢途径。Conclusion本文采用单因素优化实验和响应面分析确定康普茶的最佳发酵条件为30 °C、pH 3.2、23 kHz。通过代谢组学技术监测超声辅助处理过程中挥发性物质的综合变化。总而言之，鉴定了由132种成分组成的综合代谢组学图谱，并成功进行多元统计分析，筛选VIP＞1的25种特征代谢物作为生物标志物。此外，详细研究了代谢途径以及各种挥发性物质的转化。结果表明，发酵后期存在挥发性物质转化的代谢途径。综上所述，在康普茶发酵过程中可以通过优化工艺加快和改进反应过程。本文为红茶菌发酵代谢产物的变化及影响机制的研究提供了重要的理论价值。

导读代谢组学(Metabonomics / Metabolomics)是继基因组学和蛋白质组学之后新近发展起来的一门学科，是系统生物学的重要组成部分，已经应用到了诸如动物、植物、微生物的机理研究中，着重探索、发现与疾病、医药、功能相关的生物标志物(Biomarker)。生物标志物是指“一种可客观检测和评价的特性，可作为正常生物学过程、病理过程或治疗干预药理学反应的指示因子”，寻找和发现有价值的生物标志物已经成为当前生物、医药领域的研究热点。然而，生物标志物的发现，是一场砂砾淘金、去伪存真的艰难征程，面临诸多挑战。 挑战1 生物标志物的发现，海量筛选，准入高，难度大 相比于基因组学和蛋白组学，代谢组学难度急剧增加。原因有： 1. 目标物范围更广：基因/转录组只需测4种核苷酸排列，蛋白组测20种氨基酸排列，代谢组则包含各类小分子代谢物，要进行结构鉴定可比大海捞针； 2. 需要交叉专业知识：如将代谢组学应用在生物研究中，需要分析化学背景进行分离检测，这些数据的正确解析和可视化需要有统计分析的基础；最后需要了解生物学知识以诠释数据背后的生物学意义； 3. 软硬件要求高：使用的分析体系大都属于高端仪器及其配套软件，比如色-质谱联用系统里色谱可选GC-MS，LC-MS，CE-MS，质谱根据靶向、非靶向可选QQQ，Q-TOF，IT-TOF等；海量数据采集完毕还需要专业、多功能数据分析平台解读数据，最后还要对潜在生物标志物进行结构鉴定，因此代谢组学每一步都是准入高，难度大！ 挑战2 如何去伪存真，减少无意义差异物，找到真正的生物标志物 代谢组学巨大的挑战之一，是如何减少生物样品本身，或采集、保存、前处理和分离检测过程中产生“非预期”或“噪音”代谢物，从而去伪存真，找到真正的差异生物标志物： 1. 个体情绪差异、非目标病因的生理差异（近期饮食习惯、喝水量、排尿量、运动量、生病、过敏）、其他药物的耦合作用/副作用，都会对个体代谢物产生非预期的影响； 2. 在采集样本时，如血样、组织、器官，采集者参差不齐的技术熟练度也会引入其他刺激和干扰因素； 3. 样品的保存同样会引入大量干扰物或造成样品变化。比如保存前是否存在溶血，保存温度，冷冻时间长短等，都会使样品产生不可预期的变化； 4. 不同的样品前处理手段，如液液萃取、固相萃取、蛋白沉淀等，其化学、物理选择性不同；另外，操作人员的熟练度、溶液量、溶液污染、萃取柱批间差等样本外的误差，都可能会造成样品组内和组间差异。 海量的待选小分子目标物，加上上述这些“不确定性”和“科学偏差”产生比生物标志物浓度更高、响应更强的无意义组别差异物，使得代谢组学在生物标志物发现的路上，困难重重，犹如大海捞针，沙里淘金。虽然后续的统计分析会把大多数的这类干扰物去除，却不能保证最终能得到正确的生物标志物，或使其处于最显著地位。 虽然代谢组学研究困难重重，但经过多年的研究探索，科研界都认同利用代谢组学的思路发现生物标志物是方向正确、前景广阔的，相信随着分析仪器，特别是高端质谱及其配套软件和科学家研究水平的提高，越来越多有用的生物标志物会被挖掘出来造福于人类。 岛津是全球领先的质谱研发、生产厂家：从上世纪70年代开始研发扇形质谱，成功生产了世界上第一台商品化扇形磁场型质谱GCMS LKB9000；80年代开发了基质辅助激光解析电离飞行时间质谱（MALDI-TOF）和电感耦合等离子体质谱（ICP-MS），岛津科学家田中耕一先生在2002年因为MALDI离子源的研发获得了诺贝尔化学奖，因此岛津拥有深厚的质谱研发基础和实力。 目前岛津质谱的产品线齐全，有机质谱包括单四极杆质谱（SQ）、三重四极杆质谱（TQ）、高分辨质谱离子阱飞行时间质谱（IT-TOF）和四极杆飞行时间质谱（Q-TOF）；无机质谱有ICP-MS；生命科学领域有MALDI-TOF、质谱显微镜等。这些质谱仪器与分离技术联用，满足科学研究的各种需求。基于岛津高端质谱，国内高校研究所发表了多篇代谢组学用于脑卒中、癌症和动物生理相关的生物标志物发现的文章，在此系列微信中挑选出典型案例，帮助读者进一步了解疾病和生理现象。

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人类真皮成纤维细胞是皮肤的细胞成分，由于它们的动态细胞特性而表现出细胞间表型异质性。因此，单个真皮成纤维细胞可以有不同的细胞特性，负责伤口修复、纤维化或细胞外基质的重塑。脂质代谢在具有不同表型的成纤维细胞中是否存在不同的形态，以及脂质成分是否参与成纤维细胞亚型的建立尚不清楚。　　2022年4月，洛桑联邦理工学院的Laura Capolupo等人在Science上发表了题为“Sphingolipids control dermal fibroblast heterogeneity”的研究成果，通过空间分辨代谢组学和单细胞转录组学研究方法，通过研究单个细胞的脂质组成，揭示了鞘脂在成纤维细胞状态确定中的驱动作用。研究背景　　外部信号(例如激素、细胞因子和生长因子)和细胞自主特性(例如单个细胞的转录和代谢状态)共同决定细胞命运的决定。尽管在数十年的深入研究中，外部信号的作用方式已经得到了广泛的详细说明，但细胞自主对命运决定的分子基础仍难以捉摸。脂质参与能量代谢，负责生物膜的组装，充当信号分子，并与蛋白质相互作用以影响其功能和细胞内分布。脂质组成因细胞类型而异，并在分化事件中重新编程。然而，脂质组重塑是否以及如何帮助改变细胞特性尚不清楚。　　研究思路　　研究结果　　1. 通过空间代谢组学揭示脂质异质性的组织原理，单细胞分析显示脂质协同调节　　图1和图2展示了研究人员首先对原代真皮人成纤维细胞 (dHF) 进行了空间代谢组学解析，结合电喷雾电离液相色谱-质谱(ESI-LC/MS)和基于多反应监测(MRM)的脂质组学分析，发现dHF 中存在两个共存的脂质变异轴。一个轴与细胞内组织有关，另一个轴与脂质相关的细胞间异质性有关，其中鞘脂途径受到高细胞间变异性的影响。随后的单细胞脂质组根据脂质组成对细胞进行分组，产生了不同的细胞簇。当考虑鞘脂的水平时，某些鞘脂在特定的细胞簇中富集，表明 dHF 以不同的鞘脂代谢状态存在。　　研究人员随后用可识别不同鞘脂头部基团的荧光标记的细菌毒素对细胞进行染色，验证了这一结果，发现dHF 以亚稳态鞘脂代谢配置存在，与给定的表型状态相对应，并在细胞世代中持续存在，研究人员将这些脂质代谢状态称为lipotypes。　　图1 | dHFs的单离子空间代谢组学分析　　(A)空间代谢组学检测方法示意图　　(B)正离子模式检测的部分脂质成像图　　(C)每个像素的PCA坐标显示　　(D)前10种脂质的贡献度展示　　图2 | 单细胞脂质组学分析　　(A)空间代谢组数据单细胞分析方法示意图　　(B)显示通过257个细胞计算的脂质CV的条形图　　(C)脂质协变网络　　(D)单细胞脂质组学数据的t-SNE图　　(E)鞘脂染色t-SNE分布图　　(F)鞘脂前体和负责鞘脂的成像图　　2. 单细胞转录组测序对细胞类型进行分类并对应不同脂型结合分析　　研究人员接着对dHF 进行了单细胞 RNA 测序 (scRNA-seq)，并将转录组定义的亚型与鞘脂定义的亚型联系起来，发现特定的lipotypes与普遍的细胞状态有关，表明lipotypes是 dHF 细胞状态的标志物。此外，dHF lipotypes还反映在不同真皮区域的成纤维细胞亚型上，如真皮较深区域的网状成纤维细胞与较浅区域的乳头状成纤维细胞会呈现差异化的lipotypes，且与皮肤癌的相关性不同。由此，lipotypes可以在体内标记特定的 dHF 群体。　　图3 | 脂肪类型映射到转录细胞的状态　　(A)通过指定聚类对5652个单独DHF的scRNA序列进行UMAP嵌入分析　　(B)聚类标记基因的基因表达点图　　(C)A中单个dHF细胞的扩散图，突出了不同细胞状态之间转录变异轴　　(D)DHF的sRNA序列数据PAGA轨迹分析图　　(E)每个FACS分类的脂肪型群体的富集基因的平均基因表达热图　　(F)不同的脂型基因特征分数UMAP图　　(G)不同簇细胞的平均脂型z分数点图　　(H)ShTxB2e+、ShTxB1a/2e+、ChTxB+和triple+的PAGA轨迹分析图　　(I)成纤维细胞(ACTA2)和基底细胞(LMNA)的两种典型标记物的UMAP图　　(J)几种染色细胞的共焦显微照片　　3. 鞘脂扰动对细胞状态的影响　　研究人员最后探究了鞘脂扰动对细胞状态的影响，发现lipotypes异质性通过使原本相同的细胞对细胞外刺激的反应多样化来影响细胞特性，并且操纵鞘脂组成足以将细胞重新编程为不同的表型状态。此外，鞘脂还能整合到参与细胞状态确定的调节回路中，这些回路解释了代谢和转录成纤维细胞的异质性。具体来说，研究人员观察到鞘脂调节成纤维细胞生长因子2 (FGF2) 的信号传导，其中globo系列鞘脂Gb3/Gb4 充当正调节剂，而神经节苷脂GM1 充当负调节剂。反过来，FGF2 信号通过维持导致Gb3/Gb4 产生的替代代谢途径来抵消 GM1 的产生。　　图4 | 鞘脂扰动对FGF信号的影响　　相关讨论　　该研究通过将高分辨率质谱成像与单细胞转录组学相结合，测量了单个人类真皮成纤维细胞的脂质组和转录组，发现特定脂质代谢途径的细胞间变化有助于建立参与皮肤结构组织的细胞状态如图5所示。这为细胞间异质脂质代谢在多细胞系统的自组织中发挥指导作用提供了证据。图5 |鞘脂控制真皮成纤维细胞异质性

本文由中国药科大学药物代谢与药代动力学重点实验室所作，发表于DRUG METABOLISM AND DISPOSITION 38:1747–1759, 2010。 中药通常被定义为一种治疗方案，它不是由单一化合物与单一靶点相互作用组成的，而是几种化合物与多个靶点相互作用的协同药理干预。由于天然产物具有多种多样的生物活性和药用潜力，几乎每个文明都积累了使用它们的经验和知识。 最近，西方制药公司开始更喜欢用纯净的天然产品，而不是粗提取物作为药物原料。然而，在识别通过联合用药来有效对抗疾病的天然化合物或受自然启发化合物方面存在巨大的挑战。此外，体内可能存在的大量代谢物、有害药物相互作用的固有风险以及多组分制剂不可预测的药代动力学特性仍需解决。因此，中药代谢研究不仅是中药现代化的关键，而且对新药的开发具有重要意义。 中药代谢研究是一项艰巨的任务，由于中药成分复杂，代谢途径复杂，缺乏标准品，目前尚处于起步阶段。本研究基于液相色谱-离子阱-飞行时间质谱技术，建立了快速鉴定和分类中药成分代谢物的技术平台。 以五味子木脂素提取物为例，完成了体外和体内代谢研究。在体外研究中，对五种典型五味子的代谢产物进行了鉴定和结构表征。主要的代谢途径有去甲基化、羟基化及去甲基-羟基化。在体内研究中，在大鼠尿液中检测到44种代谢物。根据体外代谢规律，对这些代谢产物进行了快速鉴定和分类，并证实羟基化是木脂素在大鼠尿液中的主要代谢途径。 此外，根据在0 - 12、12 - 24和24 - 36小时采集的尿液样本的相对强度，计算雌性和雄性大鼠代谢产物的“相对累积排泄”(RCE)。结果发现，RCE存在很大的性别差异。对于大多数代谢物，雌性大鼠的RCE显著低于雄性大鼠。综上，目前开发的木脂素五味子代谢研究方法和途径将在中药代谢研究中得到广泛应用。 图1 基于液相色谱-质谱联用技术开发的中药代谢平台和工作流程图2 用LC-IT-TOF/MS测定NADPH存在时，五味子木脂素A及其代谢物在雌性(A)和雄性(B)大鼠肝脏S9中的EICs，以及五味子木脂素A可能代谢物的裂解途径(C-F)。虚线方块:潜在的去甲基化位点 虚线圆圈:潜在的羟基化位点。 综上所述，本研究基于LC-IT-TOF/MS单一平台，为解决中药代谢领域的关键问题——包括代谢产物的鉴定和分类，开发了一套系统方法论(图1)。在此基础上，利用LC-IT-TOF/MS平台对五味子木脂素的代谢产物进行了系统鉴别和分类。 首先，利用基于诊断片段离子的扩展策略对五味子木质素提取物中的五味子木脂素进行快速鉴定，并在此过程中对31种五味子木脂素进行了结构特征鉴定。 其次，基于LC-IT-TOF/MS，对5种五味子木脂素成分的标准品在肝脏和肠道S9系统中的代谢命运进行逐一研究，其主要生物转化方式包括去甲基化(－CH3)、羟基化(＋OH)和去甲基化-羟基化(－CH3＋OH)。 文献题目《Development of a Systematic Approach to Identify Metabolites for Herbal Homologs Based on Liquid Chromatography Hybrid Ion Trap Time-of-Flight Mass Spectrometry: Gender-Related Difference in Metabolism of Schisandra Lignans in Rats》 使用仪器岛津LC–IT-TOF/MS 作者Yan Liang, Haiping Hao, Lin Xie, An Kang, Tong Xie, Xiao Zheng, Chen Dai, Kun Hao, Longsheng Sheng, and Guangji Wang Key Laboratory of Drug Metabolism and Pharmacokinetics, China Pharmaceutical University, Nanjing, People’s Republic of China

导读GB/T 43240-2023《毛发中55种滥用药物及代谢物检验 液相色谱-质谱法》将于2024年4月1日正式实施，这是首个关于毛发中滥用药物及代谢物检验的国家标准。该标准规定了人体毛发中 55 种滥用药物及代谢物的液相色谱-质谱(LC-MS)定性和定量检验方法，为毛发中滥用药物的检测提供了重要的技术支持和法规依据。01 什么是滥用药物？滥用药物是指反复、大量地使用具有依赖性特性或依赖性潜力的药物，这种用药与公认的医疗需要无关，属于非医疗目的用药。导致药物成瘾以及出现精神混乱和其他异常行为。&bull 滥用药物特性：易成瘾，产生精神依赖性、身体依赖性，并导致心理和行为异常。&bull 滥用药物危害：身体及心理受到明显伤害，并造成严重社会问题。开展药物滥用监测对禁毒工作、麻醉药品和精神药品的管理，以及疾病控制具有重要意义。02 为什么选毛发？与血液、尿液和唾液等传统检材相比，毛发具有检测窗口宽、获取方便、无创伤性、便于储存和运输、检测时间窗长等独特优势。此外，毛发分析可以提供长程用药信息，有助于了解被检测者的药物接触史，帮助建立分析个体长期接触药物的检测模式。新标来袭，岛津应对之道岛津LCMS-8060NX方案优势√ 使用岛津Shim-pack Velox系列色谱柱，分析时间从13 min缩短至8.5 min，显著提高检测效率；√ 得益于LCMS-8060NX全新的离子源设计，即使是在0.05 ng/mL（相当于0.0025 ng/mg样品浓度）的情况下，也能实现灵敏度和稳健性的完美结合。样品前处理将毛发置于具盖离心管中，依次分别加入20 mL水和20 mL丙酮洗涤后晾干。取适量晾干后的毛发剪碎至长度约1 mm，称取20 mg置于具盖研磨管中，加入1 mL甲醇，置于研磨仪中研磨至粉状，静置5 min，过0.22 μm有机系滤膜，使用岛津LCMS-8060NX液质联用仪进行分析。标准谱图38种药物TIC图（0.05 ng/mL）部分目标物MRM色谱图（0.05 ng/mL）甲卡西酮卡西酮4-甲基甲卡西酮地西泮氯硝西泮氯氮平可待因O6-单乙酰吗啡苯甲酰爱康宁方法学结果考察0.05 ~5 ng/mL浓度范围内各目标物线性关系，将0.05、0.5和5 ng/mL混合标准溶液连续进样6次计算峰面积重复性以考察进样精密度，并以0.05 ng/mg浓度添加回收试验并平行处理4份进行回收率测试。结果表明，方法准确度及精密度均优于标准要求。表1 方法学结果结语药物滥用监测工作是我国麻醉药品、精神药品管理和禁毒的一项重要基础性工作。开展药物滥用监测工作一是为药品监管工作提供技术支撑；二是为禁毒工作提供技术支持；三是为公共卫生安全服务。药物滥用成为困扰全球社会公共健康的主要问题，岛津始终关注技术前沿，提供先进的解决方案，更好的助力国家禁毒和公共卫生安全工作。撰稿人：何晓明本文内容非商业广告，仅供专业人士参考。

当我们提到GABA（γ-氨基丁酸）的时候我们会想到什么？GABA是一种主要的抑制性神经递质，调节神经元间的通讯。在大脑之外，在肠道、脾脏、肝脏和胰腺中也检测到了GABA这种神经递质的存在【1,2】。但是GABA在免疫系统中是否会“跨界”发挥作用还不得而知。2021年11月3日，日本横滨理化研究所Sidonia Fagarasan研究组发文题为B cell-derived GABA elicits IL-10+ macrophages to limit anti-tumour immunity，发现B细胞来源的GABA诱导巨噬细胞从而限制抗肿瘤免疫反应，为免疫系统中除了细胞因子和膜蛋白之外的小分子代谢产物的免疫调节功能提供了新的见解。小分子水溶性代谢产物不仅是细胞内生物化学反应过程的重要中间产物，也是释放到细胞外环境中的“信号分子”，从而影响临近的细胞【3-5】。淋巴细胞受到多种受体和可溶性小分子代谢产物的调节，但是仍然有很多小分子代谢产物的功能尚未被了解清楚。因此，作者们希望能够找出其中发挥关键调节作用的水溶性代谢产物，该代谢产物可能作为环境线索发挥作用从而介导免疫细胞之间的相互作用。为了找出参与免疫系统的小分子水溶性物质，作者们对处于稳态以及激活状态淋巴细胞中进行水溶性代谢产物的分析。这两种淋巴细胞之间有200种左右的代谢产物存在显著的不同。其中主要涉及的代谢特征的不同是丙氨酸、天冬氨酸以及谷氨酸通路的差异，另外嘌呤和嘧啶代谢以及三羧酸环也与免疫激活密切相关。在这些代谢产物中，一个以前被广泛认为在神经系统中发挥作用的因子GABA引起了作者们的兴趣。先前并没有研究表明B细胞能够产生GABA，因此GABA在免疫系统中的作用也很不清楚。首先，作者们确认了免疫系统中的B细胞的确是GABA产生来源，并且通过对GABA合成的关键酶分析发现小鼠和人类B细胞中GAD67（Glutamate decarboxylase 67）而非GAD65的表达水平会上升。该结果说明无论是小鼠还是人类中谷氨酸的代谢的确能够刻画B细胞谱系的变化。那么B细胞中所产生的GABA是如何在免疫系统中发挥作用的呢？为此，作者们采用了MC38结肠癌模型，该模型中B细胞已经被证明通过抗原非特异性机制抑制抗肿瘤T细胞反应【6】。作者们发现B细胞缺乏的小鼠品系中肿瘤的生长比野生型的肿瘤控制的更好。另外，与接受安慰剂的小鼠相比，植入缓释GABA颗粒会导致B细胞去除的小鼠肿瘤生长显著增加。通过加入GABA受体激动剂木防己苦毒素，作者们发现会限制肿瘤的生长并提高肿瘤浸润性CD8+T细胞的细胞毒性活性。因此，作者们发现减少GABA或影响GABA受体信号通路会增强细胞毒性T细胞反应和抗肿瘤免疫，而分泌GABA使宿主对肿瘤生长产生免疫耐受。那么GABA影响免疫功能系统的细胞生物学机制是如何的呢？先前的研究表明肿瘤相关巨噬细胞（Tumour-associated macrophages，TAMs）可以抑制抗肿瘤免疫反应。作者们发现GABA影响巨噬细胞生理的过程，促进向抗炎表型极化的反应。进一步地，作者们想知道GABA如何调节巨噬细胞。研究表明TAMs起源于单核细胞（Monocytes），因此，作者们猜测GABA是通过影响单核细胞向巨噬细胞的分化来调节巨噬细胞的。为了验证这一假设，作者们将GABA加入到培养基中，发现会导致细胞数量增加、细胞存活增加同时也促进抗炎巨噬细胞特征因子FRβ（Folate receptor β）的表达。基因转录本分析也证明细胞周期相关以及叶酸代谢相关的基因出现了明显地上调。因此，作者们确认GABA促进具有抗炎特性的巨噬细胞的分化、扩张和存活。进一步地，为了确认B细胞中GABA的作用，作者们构建了特异性在B细胞中敲除GAD67的小鼠品系，发现条件性失活GAD67后会导致B细胞中GABA含量显著降低，而且发现B细胞产生的GABA会显著限制抗肿瘤T细胞反应。总的来说，该工作发现作为代谢产物以及神经递质的GABA会通过激活的B细胞被合成和分泌出来，作为细胞间相互交流的线索影响机体免疫系统的响应。该工作说明B细胞谱系产生的小分子代谢产物具有炎症调节的作用，可能会成为未来免疫反应调节的药物靶点。原文链接：https://doi.org/10.1038/s41586-021-04082-1

2022年6月20日，清华大学时松海课题组在 Nature Neuroscience 期刊在线发表了题为：Metabolic lactate production coordinates vasculature development and progenitor behavior in the developing mouse neocortex（乳酸代谢调控小鼠大脑新皮层血管生长和神经前体细胞行为）的研究论文。该研究揭示了大脑新皮层发育过程中的早期增殖型放射状胶质前体细胞（Radial glia progenitor，RGP）具有更强的糖酵解代谢能力并大量合成和分泌乳酸，进而调节血管生长及其自身增殖分裂特性。大脑新皮层是神经系统的最高级中枢，理解大脑新皮层的发育组装及工作机制是脑科学乃至整个自然科学的终极目标之一。研究大脑新皮层的发育及其调控机制有助于更好地理解其细胞组成和结构特性，进而推动生理功能和运行工作机制的认知，同时对相关疾病的诊断治疗有着至关重要的意义。大脑新皮层是进化的末期产物，其发育是一个高度复杂且受到多种因素的共同调节的生物学过程，这也为系统性研究其内在机制带来了诸多挑战。为此该研究从细胞最为基本特征—细胞代谢的角度出发，揭示了细胞代谢方式及相关产物在调控大脑新皮层发育过程中的关键作用和机制，为更好的理解大脑皮层发育机制提供了重要的理论补充。放射状胶质前体细胞（RGP）是大脑发育最为关键的一种神经前体细胞，其分裂产生大脑皮层几乎所有的神经元和胶质细胞。在小鼠发育早期（E10.5-E11.5），大脑新皮层中几乎没有血管生长，此时 RGP 以对称分裂进行增殖。伴随着血管的生长，RGP 也随之改变其分裂方式，以不对称分裂进行神经细胞产生。基于单细胞代谢状态分析，该研究首先发现大脑新皮层发育过程中，随着 RGP 谱系发生过程的进行，RGP 及其子代细胞具有不同的代谢状态，并呈现出不同的代谢特征。在此基础上，结合基因表达分析、细胞代谢类型分析以及碳代谢流分析多方面研究，进一步发现进行对称分裂的增殖型 RGP 具有更强的糖酵解代谢能力，并大量合成和分泌乳酸，而进行不对称分裂的分化型 RGP 具有更强的氧化磷酸化代谢能力，并积累高浓度的乙酰辅酶A。图1: 单细胞代谢状态分析揭示神经细胞代谢特征为深入探讨细胞代谢方式与大脑新皮层发育的相互关系，研究团队考察了具有强糖酵解代谢能力的增殖型 RGP 对早期大脑新皮层发育的影响，发现当抑制增殖型 RGP 的乳酸合成或分泌，导致大脑新皮层中乳酸浓度降低，血管生长出现缺陷。进一步分析发现，乳酸可以通过调节趋化因子配体 CXCL1 的表达来调节血管内皮细胞的迁移和增殖。此外，研究团队发现抑制增殖型 RGP 的乳酸合成代谢会系统性改变其基因表达谱并重塑细胞代谢方式，导致 RGP 过早分化。为探讨这一内在机制，研究者发现与分化型 RGP 相比，增殖型 RGP 呈现出更长的线粒体形态，抑制或阻断乳酸合成或分泌都会导致线粒体长度大幅度缩短，进而导致 RGP 分化。该结果表明增殖型 RGP 通过加强乳酸合成来影响线粒体形态，进而保持其对称分裂增殖特性。图2: 乳酸合成代谢调控早期大脑新皮层发育清华大学生命科学学院时松海教授为本文通讯作者，清华大学生命科学学院2017级博士董晓翔为本文第一作者。清华大学生命科学学院张强强博士和马健博士、清华大学生命科学学院博士研究生于翔宇和王玎，以及美国达特茅斯学院本科生马嘉明为本文共同作者。该研究得到了清华大学实验动物中心和生物医学测试中心的大力协助和支持。该研究获得了国家自然科学基金委创新群体基金、国家科技部脑科学与类脑研究基金、北京市教育委员会卓越青年科学家计划、北京市科技委员会科技计划、北京生物结构前沿研究中心、生命科学联合中心和北京脑科学与类脑研究中心的资助。

p 　　清华大学代谢组学平台为国家蛋白质科学研究(北京)设施清华大学蛋白质研究技术中心下设平台之一。经过几年的发展，该平台拥有了完善的代谢产物及脂质物质的二级数据库及常见内源性代谢物的信息采集与数据分析方法，可以提供准确的代谢组学和代谢流分析服务。如今代谢组学领域的人提到清华大学代谢组学平台就像是找到了组织一样。 /p p 　　仪器信息网编辑近期采访了清华大学代谢组学平台主管刘晓蕙博士，刘晓蕙博士从代谢组学研究现状、代谢组平台建设情况、发展机遇与挑战等方面进行了详细的讲解。 /p p style=" text-align: center " img title=" 刘晓蕙老师0.jpg" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201709/insimg/ad3dac0b-15d9-4275-aaec-cf6b762b4cb7.jpg" / /p p style=" text-align: center " strong 清华大学代谢组学平台主管 刘晓蕙博士 /strong /p p span style=" color: rgb(0, 112, 192) font-size: 20px " strong & nbsp & nbsp & nbsp 技术应用于实际，万变不离质谱 /strong /span /p p 　　刘晓蕙博士是一名年轻的80后，但是从事质谱研究却已经有14个年头了。不过期间她所研究的领域还是发生了很大变化。如，2003年博士就读于印第安纳大学，从事基于质谱的蛋白质组学方法开发研究 毕业以后，在布莱根医院/哈佛医学院进行博士后工作，主要从事质谱影像在临床中的应用工作 2013年回到清华大学，任蛋白质研究技术中心代谢组学平台主管，负责代谢组学平台的建立和发展。 /p p 　　对于三个研究方向的改变原因，刘晓蕙谈到，蛋白质组学、质谱成像、代谢组学学术上的关系是相辅相成的，方向变化是因为个人兴趣点的转移。“当时做了几年蛋白质组学方面的方法研究，觉得这些工作离实际应用较远。而我一直的想法是——希望做一些能真正帮助到别人的工作，同时质谱是不能抛掉的。” /p p 　　“博士毕业之际，听到布莱根医院/哈佛医学院招聘做‘质谱成像用于临床诊断’的博后，把质谱放在真正的临床当中、放在手术室里。当时冲着这个激动人心的项目就跑过去了。”刘晓蕙回忆到，“因为，大部分手术时用的影像还是术前的影像，在手术之中医生要凭着经验判断肿瘤组织是否切干净了。据统计这样做就算是乳腺癌这种成熟的手术至少有20%手术的肿瘤组织是没有切干净的。而质谱成像技术给出结果是非常快的，完全可以在手术进行时旁边放上一台，随时测试直到切干净为止，这样质谱发挥的作用就大了。” /p p 　　“后来，我意识到疾病诊断中小分子可能比蛋白质研究更有潜力，有些疾病在小分子上反应的更明显。因为小分子代谢物容易受到调控，而蛋白方面更多受基因影响，这个改变是很缓慢的。疾病状态、免疫系统变化等可能在小分子方面会更容易体现出来，还可以利用到我的质谱背景知识，发挥我的专长，同时还有家庭因素，所以就回到了清华大学。” /p p 　　谈到这些经历，刘晓蕙认为，“多积累不同背景的知识很有用，多接触不同知识背景的人也可以了解他们思考问题的方式。虽然我的研究方向发生了一定的变化，但不变的是一直在从事质谱方面的研究，也就是说最根本的东西从来没有变过。” /p p span style=" color: rgb(0, 112, 192) font-size: 20px " strong & nbsp & nbsp & nbsp span style=" color: rgb(0, 112, 192) " 目标：建立高通量的、结果可靠的代谢组学分析方法 /span /strong /span /p p 　　2013年刘晓蕙回国进入清华大学负责代谢组学平台的建设和运营，而平台主要做方法开发的工作。鉴于现在代谢组学整体发展程度还不够，平台进行方法开发时遇到了低覆盖率、数据库不完善等问题。为了解决以上问题，刘晓蕙带领团队从硬件、软件方面，在平台仪器配置、方法开发、数据库建设方面开展了一系列工作。 /p p 　　“工欲善其事必先利其器”，刘晓蕙的代谢组学平台是一个小而精的平台，只有四台仪器四个人。四台仪器都是质谱，包括高分辨的Orbitrap和高灵敏度的三重四极杆质谱。“因为之前做蛋白质组学时体会到了Orbitrap的优势，所以这次自然也选择了Orbitrap。在用Orbitrap采集数据的时候，用FS-ddMS2办法能够同时得到一此和二级信息，而且，Orbitrap只采一级的话也可以正负切换，通量提高了两倍。另外，三重四极杆的特性是灵敏度高，有些代谢产物做筛选的时候色谱条件不合适或者灵敏度达不到，这种情况下会用三重四极杆质谱方法做补充性的工作，结合起来可以达到准确分析的目的。 /p p 　　“现在代谢组学的方法还不是很成熟、不够完善，所以我们现在想建立的是高通量的、结果可靠的代谢组学分析方法，并且从数据采集到数据分析的整个流程实现自动化。”刘晓蕙说到。“为了实现代谢组学的高通量分析，数据库是非常关键的。目前，代谢组学研究的大部分人使用的还是线上的公共数据库，公共数据库不好的一点是不适合高通量分析。因为公共数据库鉴定100个样品的时候检索速度就会非常慢。所以，高通量分析的话最好使用本地数据库。我们自建的本地数据库即使搜索500个以上数据，使用普通电脑也没有问题。” /p p 　　另外，鉴于代谢物覆盖率低的问题，目前刘晓蕙的团队正在把不同小分子的检测方法补充进来，通过多种方法结合的方式提高代谢物的检测覆盖率。 /p p span style=" color: rgb(0, 112, 192) font-size: 20px " strong & nbsp & nbsp & nbsp span style=" color: rgb(0, 112, 192) " 代谢流、代谢表型研究兴起，代谢组学研究有待突破 /span /strong /span /p p 　　代谢组学是近些年广受关注的热点，不过，刘晓蕙认为，代谢组学要实现真正的突破还需要时间。目前，无论国内还是国外，其实都没有出现突破性成果。如，很多人想从药物靶点方面着手通过代谢去治疗癌症，但是并没有取得很明确的效果。 /p p 　　“现在国内欠缺的是代谢流方面的研究。”据刘晓蕙介绍，“代谢流主要是做机理分析，对于机理诠释方面是非常重要的。代谢通路监测方面，单纯监测代谢产物变化有时无法反应整条通路的变化。代谢通路属于网络调控，特异性较小。比如说，一个代谢产物发生变化是一个综合结果，可能有十几条代谢通路产生或消耗。再比如，针对某种病变，我们敲除一个调控蛋白，然后监测到某个代谢产物发生了变化。但是我们不知道它是从哪个通路来的，因为它反映的是重新调控后的稳态。所以，如果要监测它来源于哪条通路就需要做代谢流分析了。代谢流分析对于机理方面的诠释非常明确。” /p p 　　“质谱不能说是做代谢流分析的唯一的手段，但是却可以肯定的说质谱是代谢流分析的最好手段。现在有人在尝试用NMR去做代谢流分析，但是总体来讲，质谱因为较高的灵敏度或对复杂组分解析程度成为代谢流分析的主要技术。”刘晓蕙说到，“代谢流研究在代谢方面占的比重会越来越大，尤其是在生物学和免疫研究方面，大家会越来越多用代谢流去追踪特定的代谢通路。” /p p 　　刘晓蕙还指出，除了代谢流之外，代谢组学领域另一个研究热点是代谢表型研究，即通过代谢产物或者轮廓表征疾病的状态。现在很多人在做临床诊断生物标志物方面的工作，通过代谢物检测做一些临床疾病的早期诊断，包括对阿尔兹海默病、心血管疾病的早期诊断等。另外，质谱影像也是通过代谢物去表征疾病的状态，主要是通过组织样本的代谢轮廓去判断这个组织是正常组织还是癌症组织。 /p p style=" text-align: right " 　　采访编辑：仝令坤 刘丰秋 /p p 　 strong 　后记 /strong /p p 　　关于质谱技术与代谢组学的关系，刘晓蕙认为不是代谢组学给质谱带来机遇，而是质谱技术的进步带给代谢组学以发展机遇。因为一般情况是技术发展推动学科发展，代谢组学发展很大程度上要依赖质谱等技术的发展。所以，采访中刘晓蕙特别提到，像赛默飞等仪器公司与科研单位以及高校的合作应该长期化、内容不断深入，达到双赢的目的。 /p p 　　 strong 简历 /strong /p p 　　刘晓蕙，女，博士，清华大学生命科学院助理研究员、清华大学蛋白质研究技术中心代谢组学平台主管。2003年本科毕业于中国科学技术大学，2011年毕业于印第安纳大学并取得博士学位，2011-2013年在哈佛医学院/布莱根医院任博士后。2013年6月起受聘于清华大学生命科学院。研究内容主要应用质谱技术为基础研究脂质组学与代谢组学。 /p p & nbsp /p

一、项目基本情况1.项目编号：ZZ0230049项目名称：华南理工大学原位X射线衍射仪采购项目预算金额：365.0000000 万元（人民币）最高限价（如有）：365.0000000 万元（人民币）采购需求：序号标的名称数量（单位）简要技术需求或服务要求（具体详见采购需求）最高限价（万元/套）1原位X射线衍射仪1套主要用于原位电化学和变温情况下，分析材料物相和晶体结构分析。365经政府采购管理部门同意，本项目允许采购本国产品或不属于国家法律法规政策明确规定限制的进口产品。本项目采购标的所属行业为： 工业 合同履行期限：合同签订之日至质保期结束。本项目( 不接受 )联合体投标。2.项目编号：GZZJ-ZFG-2023604项目名称：华南理工大学多元粉料热机械加工和发酵特性检测系统采购项目预算金额：130.0000000 万元（人民币）最高限价（如有）：130.0000000万元（人民币）采购需求：包组号序号标的名称数量（单位）简要技术需求或服务要求（具体详见采购需求）最高限价万元（人民币）11多元粉料热机械加工和发酵特性检测系统1套多元粉料热机械加工和发酵特性检测系统由多元粉料热机械加工特性检测系统（混合试验仪）和面团发酵过程检测系统（流变发酵仪）组成，可独立和协同使用。混合试验仪揭示谷物蛋白和淀粉的加工特性，一次测定包括吸水率、形成时间、稳定时间、弱化度、淀粉糊化和回生特性等。设备含多个内置测试协议和校准方法，可依据粉料种类和热加工工艺定制测试协议。流变发酵仪聚焦发酵力、面团发酵过程流变特性，对被测定样品的发酵速率、发酵稳定性、发酵力、面团体积、产气速度等进行量化和特性评定。人民币130万元 经政府采购管理部门同意，本项目允许采购本国产品或不属于国家法律法规政策明确规定限制的进口产品，具体详见采购需求。本项目采购标的所属行业为：工业合同履行期限：国内供货：在合同签订后（30）天内完成供货、安装和调试并交付用户单位使用。境外货物：办理免税证明后（90）天内。本项目( 不接受 )联合体投标。3.项目编号：GZZJ-ZFG-2023602项目名称：华南理工大学活细胞代谢检测分析仪采购项目预算金额：255.0000000 万元（人民币）最高限价（如有）：255.0000000 万元（人民币）采购需求：序号标的名称数量（单位）简要技术需求或服务要求（具体详见采购需求）最高限价万元（人民币）1活细胞代谢检测分析仪1套主要用于实时侦测包括有氧呼吸以及糖酵解作用的细胞能量代谢的状态和动态，能同时进行活体细胞内线粒体耗氧速率和糖酵解产酸速率的实时、定量、全自动测定和分析。细胞能量代谢技术近年来已经发展成为细胞相关研究中的重要工具，该设备可广泛应用于食品科学、生命科学和医学的前沿领域：能量代谢学，线粒体，生理、生化，免疫功能和监控研究，干细胞研究，药理学和新药筛选，环境监控，神经生物学，血液学，肿瘤学等255 经政府采购管理部门同意，本项目（活细胞代谢检测分析仪设备）允许采购本国产品或不属于国家法律法规政策明确规定限制的进口产品，具体详见采购需求。本项目采购标的所属行业为：工业合同履行期限：国内供货：在合同签订后（30）天内完成供货、安装和调试并交付用户单位使用；境外供货：收到信用证后（90）天内。本项目( 不接受 )联合体投标。4.项目编号：0809-2341HGG14049项目名称：华南理工大学大功率激光白光与近红外光源测试系统采购项目预算金额：200.0000000 万元（人民币）最高限价（如有）：200.0000000 万元（人民币）采购需求：序号标的名称数量（单位）简要技术需求或服务要求（具体详见采购需求）最高限价万元（人民币）1大功率激光白光与近红外光源测试系统1套具体详见采购需求200.00本项目（大功率激光白光与近红外光源测试系统）只允许采购本国产品，具体详见采购需求。本项目采购标的所属行业为： 工业 交付地点:华南理工大学五山校区。合同履行期限：在合同签订后（30）天内完成供货、安装和调试并交付用户单位使用本项目( 不接受 )联合体投标。5.项目编号：ZZ0230047项目名称：华南理工大学分子与元素分析系统采购项目预算金额：160.0000000 万元（人民币）最高限价（如有）：160.0000000 万元（人民币）采购需求：序号标的名称数量（单位）简要技术需求或服务要求（具体详见采购需求）单项最高限价（万元/人民币）1元素分析设备1套可实现有机分子C、N、H、S等元素比重分析952在线质谱仪1台可实现0-300amu分子量在线分析，包括实现差分电化学质谱分析65 经政府采购管理部门同意，本项目（包组）允许采购本国产品或不属于国家法律法规政策明确规定限制的进口产品。本项目采购标的所属行业为： 工业 合同履行期限：合同签订之日至质保期结束。本项目( 不接受 )联合体投标。6.项目编号：ZZ0230053项目名称：华南理工大学全自动表面积和孔隙率分析系统采购项目预算金额：100.0000000 万元（人民币）最高限价（如有）：100.0000000 万元（人民币）采购需求：序号标的名称数量（单位）简要技术需求或服务要求（具体详见采购需求）最高限价（万元/套）1全自动表面积和孔隙率分析系统1套比表面与孔隙度分析仪是材料表征的基本手段之一，通过静态物理吸附法测定比表面积和孔径分布，揭示材料微观孔隙结构和表面特性。该设备可以对化学、材料、环境分析等领域的样品进行材料的比表面和孔结构进行分析及研究。100经政府采购管理部门同意，本项目允许采购本国产品或不属于国家法律法规政策明确规定限制的进口产品。本项目采购标的所属行业为： 工业 合同履行期限：合同签订之日至质保期结束。本项目( 不接受 )联合体投标。二、获取招标文件时间：2023年09月08日 至 2023年09月14日，每天上午9:00至12:00，下午12:00至17:30。（北京时间，法定节假日除外）地点：https://www.zztender.com/方式：详见本招标公告“六、其他补充事宜”。售价：￥0.0 元，本公告包含的招标文件售价总和三、对本次招标提出询问，请按以下方式联系。1.采购人信息名 称：华南理工大学　　　　　地址：广州市天河区五山路381号　　　　　　　　联系方式：文老师020-87112962　　　　　　2.采购代理机构信息名 称：广东志正招标有限公司　　　　　　　　　　　　地　址：广州市天河区龙怡路117号银汇大厦5楼　　　　　　　　　　　　联系方式：罗小姐020-87554018 85165610　　　　　　　　　　　　3.项目联系方式项目联系人：李小姐、滕小姐电　话：　　020-85165610

近年来，医学领域的基础研究日趋系统化和多学科交叉，系统生物学的迅猛发展翻开了临床实践、药物研发的新篇章。作为国内较早涉足系统生物学研究的贾伟教授研究团队，近年来应用代谢组学技术对各种临床疾病的早期预测、诊断和预后的生物标志物进行了广泛的研究，现以结直肠癌的系列研究为例介绍我们的研究进展。　　研究团队首先采用气相色谱质谱联用、液相色谱质谱联用分析方法，结合单维统计、多维统计的代谢组学研究技术，对I-IV期的64名肠癌患者和65名健康志愿者分别进行了血清和尿液代谢标志物的筛查，并进一步在扩大的研究对象101名肠癌患者和103名健康人中对所发现的潜在代谢标志物进行了验证。　　研究结果显示，肠癌患者与健康人的血清代谢物组成具有显著差异。肠癌患者的糖酵解通路中的两个代谢产物丙酮酸和乳酸在血清中呈显著性升高，三羧酸循环中的琥珀酸、异柠檬酸、柠檬酸中间产物呈下降趋势 油胺在肠癌病人血清中的含量也有显著性降低 尿素循环代谢物精氨酸、鸟氨酸和瓜氨酸在病人血清中均显著降低，脯氨酸、羟基脯氨酸和谷氨酸也显著下降 另外，色氨酸及其相关的代谢物5-羟基色氨酸和5-羟基吲哚乙酸在肠癌组和正常组之间有显著性差异，提示与5-羟色胺的代谢相关。研究结果还显示，血清代谢产物不仅可以将肠癌Ⅱ-Ⅳ期的患者与健康人明显区分开，还能将Ⅰ期的早期肠癌患者与健康人也区分开来。我们的相关研究结果从2009年开始陆续发表在专业领域内具有较大影响力的杂志Journal of Proteome Research(2009和2013)上。　　尿液代谢组学结果同样显示，结直肠癌患者和正常人的代谢谱亦呈显著差异。结直肠癌患者中的色氨酸代谢上调，组胺和谷氨酸代谢通路、三羧酸循环和肠道菌群代谢紊乱。另外，结直肠癌病人中紊乱的代谢谱，如5-羟色氨酸代谢物、三羧酸循环代谢和肠道菌群代谢物在手术后得到明显改善。研究进而开展了二甲肼(DMH)所致结肠癌早期病变的SD大鼠模型的研究，同样发现这些代谢物的波动和紊乱。研究结果发表在Journal of Proteome Research (2010和2012)上，并得到美国ACS和TIME(时代周刊)为代表的多家权威媒体的重点报道和关注，对该研究结果和前景给予了极高的评价。　　在结直肠癌血清和尿液的代谢组学研究基础上，我们对肠癌的组织也进行了深入的研究，对组织的研究可以有效规避血清、尿研究中由于饮食差异等外界因素对体内代谢物的影响带来对研究结果的影响。研究团队首先对来自上海地区的结直肠癌和癌旁组织进行研究，发现了一组在癌和癌旁组织中具有显著性差异的代谢物。进而对来自北京、浙江和美国加州另外3个不同地区的结直肠癌和癌旁组织也进行了研究。结果显示肠癌组织中总的代谢物变化趋势在4个不同地区的样本具有很高的相似性，其中的15个代谢分子呈现出完全一致的变化趋势。进一步研究发现这些差异性代谢物的变化与所在的代谢通路上的基因表达水平的变化呈高度的一致性。这些差异代谢物包括上调的犬尿氨酸、b-丙氨酸、谷氨酸、半胱氨酸、2-氨基丁酸、棕榈油酸、焦谷氨酸、天冬氨酸、次黄嘌呤、乳酸、豆蔻酸、甘油、尿嘧啶、腐胺，以及下调的肌醇。差异表达性的基因包括LDHA、TALDO1、GOT2、MDH2、ME1、GAD1、ABAT、PANK1、DPYD、ACLY、FASN、SCD、IDO1、GPX1、GSTP1、GSR、GSS、GGCT、ANPEP、CAT、ERCC2。结合代谢物和基因表达变化发现的结直肠癌的代谢物模式和基因表达模式特点主要可以从三个方面阐释其生物特性：1)“瓦伯格效应”(Warburg Effect)：这是肿瘤细胞能量代谢的典型特征，表现在大量地摄取葡萄糖进行有氧糖酵解，生成大量的乳酸，同时为不断生长的肿瘤细胞提供生物合成原料 2)伴随着糖酵解的上升，用于大分子物质合成的代谢中间体显著上升：肿瘤细胞的代谢会产生大分子中间体来支持细胞生长，导致某些特定的游离脂肪酸(豆蔻酸、棕榈油酸)和核酸(次黄嘌呤)的浓度上升。在肿瘤细胞中，高表达的ACLY、 FASN和SCD同样提示了脂肪酸合成的增强。而b-丙氨酸在肿瘤细胞生长中明显的变化可能与脂肪酸合成中的乙酰辅酶A和丙二酸辅酶A有着密切的联系，提示这种变化可能与肠道菌群代谢有相关性 3)肿瘤细胞内维持较高的氧化应激水平：我们发现肿瘤组织内具有抗氧化活性代谢物的浓度显著上升。由于肿瘤细胞加速合成代谢而产生较高的活性氧，从而使胞内氧化应激水平上升。所发现的这些具有抗氧化活性的代谢产物在肿瘤组织中被大量的合成，提示肿瘤细胞通过改变代谢模式，用还原性的分子来平衡活性氧，从而在较高的氧化应激水平下维系其生理和代谢功能。实验中发现，氧化应激的生物标志物视晶酸、2-氨基丁酸在肿瘤细胞中上升。同时，与谷胱甘肽相关的基因包括GPX1、GSR、GGCT、GSTP1也在肿瘤组织中显著升高。该研究结果发表于国际知名的癌症研究期刊ClinicalCancer Research(2014)。　　我们相信对结直肠癌的系统性的代谢研究，对寻找和发现具有临床早期诊断和预后价值的生物标志物研究提供了极大的可能性，为未来的临床转化研究奠定了坚实的基础。　　 　　原文出处：　　1.Qiu, Y. Cai, G. Su, M. Chen,T. Zheng, X. Xu, Y. Ni, Y. Zhao, A. Xu, L. X. Cai, S. Jia, W., Serummetabolite profiling of human colorectal cancer using GC-TOFMS and UPLC-QTOFMS.Journal of Proteome Research. 2009, 8, 4844–4850.　　2.Qiu, Y. Cai, G Su, M. Chen, T. Liu, Y. Xu, Y. Ni, Y. Zhao, A. Cai, S. Xu, L. X. Jia, W.,Urinary Metabonomic Study on Colorectal Cancer. Journal of Proteome Research.2010, 9, 1627–1634.　　3.Cheng, Y., Xie, G., Chen, T., Qiu, Y., Zou,X., Zheng, M., Tan, B., Feng, B., Dong, T., He, P., Zhao, L., Zhao, A., Xu,LX., Zhan,g Y., Jia, W. Distinct urinary metabolic profile of human colorectalcancer. Journal of ProteomeResearch. 2012, 11(2):1354-63.　　4.Tan, B, Qiu,Y, Zou, X, Chen, T, Xie, G, Cheng, Y, Dong, T, Zhao, L, Feng, B, Hu, X, Xu, L.X, Zhao, A, Zhang, M, Cai, G, Cai, S, Zhou, Z, Zheng, M, Zhang, Y & Jia, W.Metabonomics identifies serum metabolite markers of colorectal cancer. Journalof Proteome Research 2013, 12, 1354?1363.　　5.Qiu, Y. Cai,G. Zhou, B. Li, D. Zhao, A. Xie, G. Li, H. Cai, S. Xie, D. Huang,C. Ge, W., Zhou,Z. Xu, L. Jia, Weiping Zheng, S. Yen, Y. Jia, W. Metabonomicsof human colorectal cancer: new approaches for early diagnosis and biomarkerdiscovery. Clinical Cancer Research.2014, 20(8):15.

近日，中国科学院合肥物质院健康所采用顶空固相微萃取气相色谱质谱(HS-SPME-GC-MS)非靶向分析方法，检测大鼠器官挥发性有机物(VOCs)，获得了相关器官代谢VOCs生物信息。研究结果被遴选为正封面文章发表在分析领域TOP期刊Analytical Chemistry上(图1)。探测人体代谢物中的VOCs，有望发展成为体内器官病变无创筛查诊断新技术。然而，正常器官是否有VOCs、不同器官VOCs是否存在差异仍然是亟待探究的问题。为此，本研究系统地开展了大鼠离体器官检测分析研究(图2)，采用HP-SPME-GC-MS技术，测量了12种器官组织释放的VOCs，共获得147个色谱峰，基于Mann-Whitney U检验与变化倍数(FC2.0)准则，非靶向分析发现：与其他器官相比，7种器官存在差异性VOCs，并对他们可能的代谢途径以及作为疾病生物标志物的潜力进行了广泛讨论；此外，通过正交偏最小二乘判别分析(OPLS-DA)结合受试者工作特征曲线(ROC)特性，发现肝脏、肾脏、脾脏和盲肠的差异性VOCs可以作为相应器官识别的指纹特征。本研究获得的健康器官组织VOCs图谱可以作为基线，为气体活检或者呼气试验无创筛查诊断、疾病治疗监测与疗效评估等科学研究提供参考。 　　本文第一作者为健康所2022级博士生刘玥和葛殿龙博士后，通讯作者为储焰南研究员，陆燕副研究员和李盼副研究员。本工作得到了中国科学院合肥物质院院长基金“融合专项”、国家自然科学基金项目等课题的支持。图1 Analytical Chemistry正封面图2 检测分析实验过程示意图

5月16日，中国科学院微生物研究所真菌学国家重点实验室与三峡大学天然产物研究与利用湖北省重点实验室共建的&ldquo 神农架微生物多样性与代谢产物联合实验室&rdquo 揭牌仪式暨项目合作研讨会在湖北宜昌三峡大学举行。中科院微生物研究所、神农架林区科技局、安琪酵母股份有限公司以及三峡大学相关人员等100余人参加了活动。揭牌仪式由三峡大学生物与制药学院院长陈芳清主持。 　　三峡大学校长助理陈和春在致辞中祝贺联合实验室的成立，指出这是一件&ldquo 顶天立地&rdquo 的大事，符合我国目前科技改革及社会发展需求。三峡大学于2014年成立了生物与制药学院，作为一个学科平台，天然产物研究与利用省重点实验室和真菌学国家重点实验室共建联合实验室，利用三峡这一生物宝库，在国家鼓励创新及院地合作等政策鼓励下，一定会促进研究成果转化、服务于产业。 　　微生物所党委书记李俊雄表示，揭牌仪式标志着联合实验室的正式运行，双方合作正式展开。他介绍了微生物所和真菌室的情况，表示本次合作既是面向世界科技前沿，也是面向国民经济主战场的举措。希望双方研讨碰撞出更多好的计划，合作能够生根发芽开花。 　　李俊雄和三峡大学副校长邹坤、真菌学国家重点实验室主任刘杏忠共同为联合实验室揭牌。 　　揭牌仪式后，双方就&ldquo 植物内生真菌抗肿瘤活性次级代谢产物研究&rdquo 、&ldquo 忍冬木层孔菌子实体人工培育及菌株选育研究&rdquo 、&ldquo 灵芝雌激素样作用活性成分及作用机制项目&rdquo 、&ldquo 神农架地区酿酒酵母及相关酵母的遗传多样性和发酵特性研究&rdquo 四个项目进行了座谈研讨。 　　此次活动是在2014年双方签订的联合实验室合作框架协议的基础上进行和推动的，是在国家深化科技体制改革、中科院创新2020总体谋划以及&ldquo 率先行动&rdquo 计划等要求下，落实研究所围绕科技创新价值链布局的重要体现。 揭牌仪式现场

&ldquo 2013多不饱和脂肪酸与代谢国际研讨会&rdquo 于2013年6月3-4日在上海顺利召开，来自多不饱和脂肪酸代谢研究领域的众多国内外专家、同仁、相关研究人员参加了此次研讨会并进行了广泛的交流。 近些年，慢性代谢性疾病如II型糖尿病、动脉粥样硬化、冠心病以及肿瘤的发病率与死亡率逐年升高，正在严重威胁我国人民的健康，而由多不饱和脂肪酸代谢产生的炎性介质在这些慢性代谢性疾病的致病过程中发挥着重要作用。我国在这方面的研究起步较晚。为了了解多不饱和脂肪酸代谢研究的最新进展，加强国内外同行间的交流，进一步提升国际竞争力，中国科学院上海生命科学研究院营养科学研究所特举办了此次研讨会。 会议邀请了国内及国际相关领域的一流专家学者，通过专家讲坛、与会者报告、墙报展示和小组讨论等形式，与科研、营养和医疗系统的科研人员就多不饱和脂肪酸代谢与疾病研究进行了广泛交流。为国内外同行间的学术交流提供了有利的平台，也为今后开展更有成效的国际国内合作奠定了良好的基础。 沃特世（Waters® ）公司作为此次会议的重要合作伙伴之一，带来了最新的技术和解决方案。资深应用工程师白旭先生介绍了沃特世公司针对脂质分析和脂质组学研究的完整解决方案，其中包括OstroTM样品前处理产品以及相应的方法学，可以将生物样本中的脂类和内源性小分子代谢物进行系统分组，检测到的化合物个数增加50%；随后介绍了UPLC® 技术以更高的分离度和灵敏度和更快的分析速度成为脂质分析和研究的理想选择，然而，今天一项更强大的色谱技术－&ldquo 超高效合相色谱（ACQUITY UPC2TM）&rdquo 将对脂质研究产生更为深远的影响，此技术同时具有气相色谱与液相色谱的特性，是脂质研究的又一新工具；此外还介绍了用于常规分析应用的高端Xevo® G2-S QTof以及用于研究的高清质谱SYNAPT® G2-S HDMS的高分辨质谱技术、离子淌度技术（IMS）和生物信息学软件TransOmicsTM的相关信息。通过具体的应用实例分别介绍了小儿肾病临床样本中生物标志物的系统组学研究应用，以及相关药物研发的肝细胞P450酶的系统组学研究应用。 此次会议为多不饱和脂肪酸相关的代谢研究提供了国内外同行间的学术交流平台，也帮助沃特世公司更好地了解了相关的研究领域和方向。 图. 沃特世公司资深应用工程师白旭先生作现场报告。 关于沃特世公司（www.waters.com） 50多年来，沃特世公司（纽约证券交易所代码：WAT）通过提供实用、可持续的创新，使医疗服务、环境管理、食品安全和全球水质监测领域有了显著进步，从而为实验室相关机构创造了业务优势。 作为一系列分离科学、实验室信息管理、质谱分析和热分析技术的开创者，沃特世技术的重大突破和实验室解决方案为客户的成功创造了持久的平台。 2012年沃特世公司拥有18.4亿美元的收入，它将继续带领全世界的客户探索科学并取得卓越成就。 ### Waters、UPLC、ACQUITY UPC2、Ostro、Transomics、Xevo和SYNAPT是沃特世公司的商标。 联系方式： 叶晓晨 沃特世科技（上海）有限公司 市场服务部 xiao_chen_ye@waters.com 周瑞琳(GraceChow) 泰信策略(PMC) 020-83569288 13602845427 grace.chow@pmc.com.cn

2006年2月上海-讯：作为全球领先的液相色谱、质谱、化学品及实验室信息管理系统专业生产厂家，美国Waters公司与上海系统生物医学研究中心就成立国际一流的代谢组学联合实验室于6月23日在上海交通大学举行了正式的签约仪式。 随着“人类基因组计划”等重大科学项目的实施，人类研究复杂生物系统的能力取得了突破性的发展，人类医学研究进入了系统生物学的时代。代谢组学是上世纪九十年代中期发展起来的一门新兴学科，是系统生物学的重要组成部分。它是关于生物体系内源代谢物质种类、数量及其变化规律的科学，研究生物整体、系统或器官的内源性代谢物质及其所受内在或外在因素的影响。 代谢组学利用高通量、高灵敏度与高精确度的现代分析技术，对细胞、有机体分泌出来的体液中的代谢物的整体组成进行动态跟踪分析，借助多变量统计分析方法，来辩识和解析被研究对象的生理、病理状态及其与环境因子、基因组成等的关系。“代谢组学”是一种整体性的研究策略，其研究策略有点类似于通过分析发动机的尾气成分，来研究发动机的运行规律和故障诊断等的“反向工程学”的技术思路。由于代谢组学着眼于把研究对象作为一个整体来观察和分析，也被称为“整体的系统生物学”。 通过现代超高效液相色谱/高分辨质谱联用仪等技术分析体液中的代谢物组成谱，并利用多变量统计分析技术，把所有代谢物的组成信息都整合到一起，为在系统和整体的层面上比较和分析生物的代谢特性开辟了新的技术路线，具有广阔的发展前景。近几年来，已经有越来越多的学者将现代代谢组学技术运用到人体和动物的整体代谢与功能性研究中。 代谢组学创始人、英国帝国理工大学Jeremy Nicholson教授认为人体应该作为一个完整的系统来研究，应用代谢组学来理解疾病过程，与中医的整体观和辨“证”论治思维方式不谋而合。代谢组学和中医中药的哲学观相吻合，代谢组学是研究中药最好的选择。研究中药这种复杂混合物的毒性，代谢组学是最好的方法，选择不同产地、不同数量、不同组分的中药，做出代谢组图，根据组成变化与毒性、药效相对应，就可把有效的成分最大化，把有毒的东西剔除。同样，代谢组学也是中药质量控制的主要研究手段，有利于中药的出口和国际化。 代谢组学与有着几千年历史的中医学在许多方面有相近的属性，它们的有机结合将可能有力地推动中医药理论的现代化进程。代谢组学”可能成为我国传统医学走向国际化的通用语言。上海系统生物医学研究中心与上海中医药大学合作，在用代谢组学研究中医肾阳虚证的分子机理、中药肾毒性的预测以及支持中药在国际市场的登记注册等方面已经取得很好成效，显示了代谢组学与中国传统中医药结合的强大生命力。 代谢组学是从整体上研究复杂生命现象的新兴学科。研究代谢组学的关键是要发展大规模、并行化测定复杂混合体系中代谢物组成信息和对大量数据进行分析和建模的能力。技术手段的发展是代谢组学发展的关键因素。上海系统生物医学研究中心依托上海交通大学强大的工程学和理学研究力量，结合深厚丰富的临床和基础医学研究经验，致力于代谢组学研究具有相当的优势。 美国Waters公司是全球分析仪器领域的先导者，在复杂体系分析领域独树一帜，具有领先的分析平台, 配套的计算软件和雄厚的技术储备。学科的发展催生学科研究工具的产生，近年来，他们根据代谢组学发展的要求，与代谢组学创始人Jeremy Nicholson教授合作，首创全球领先的超高效液相色谱UPLC技术，与高分辨质谱技术和计算技术结合，推出了以超高效液相色谱/高分辨质谱联用仪UPLC-QTOF为代表的代谢组学分析系统，一次可以从尿液样品中快速获取2万多个数据点，为从整体上深入把握人体的生理代谢状况，细致入微地刻画和反映人体的疾病过程，提供了先进可行的工具。 为了加快代谢组学的发展，特别是推动我国传统医药国际化的进程，上海系统生物医学研究中心和美国Waters公司决定成立国际一流的代谢组学联合实验室，并于2006年6月23日在上海交通大学举行了正式的签约仪式，双方承诺共同努力将此实验室建设成为我国发展代谢组学的研究基地，人员培训基地和生物医药新用途开发基地。联合实验室将邀请代谢组学创始人、英国帝国理工大学Jeremy Nicholson教授担任顾问，计划每年定期在上海举行代谢组学高级研修班，这将极大的促进我国代谢组学的研究进展和增强及时跟踪国际前沿研究动向的能力,对于推动我国生物医药事业的发展具有十分重要的意义。

新生儿疾病筛查是指在新生儿期对严重危害新生儿健康的先天性、遗传性疾病施行专项检查，提供早期诊断和治疗的母婴保健技术。采用串联质谱技术检测新生儿血中数十种氨基酸、游离肉碱及酰基肉碱的水平，筛查氨基酸代谢障碍、有机酸血症及脂肪酸氧化代谢障碍等多种遗传代谢病，不仅在欧美已广泛应用，我国医疗健康行业也于2019年发布了《新生儿疾病串联质谱筛查技术专家共识》，促进了临床质谱技术在我国新生儿疾病早期筛查中的应用和快速发展。阿尔塔科技作为CNAS认可的国产标准物质生产者，结合国内外相关国家及行业检测标准，不仅可提供新生儿遗传代谢病筛查常用混标、目标物及其同位素内标标准物质，还可根据客户需要研制特性化混标，定性定值准确，具有完整溯源链，保证规范性筛查工作的开展，更好的守护宝宝们的健康。相关产品推荐：了解更多产品或需要定制服务，请联系我们关于我们天津阿尔塔科技有限公司成立于2011年，是中国领先的具有标准物质专业研发及生产能力的国家级高新技术企业，公司坚守“精于标准品科技创新，创造绿色安全品质生活“的企业愿景，秉持”致力于成为全球第一品牌价值的标准品提供者”的企业使命。是国家市场监督管理总局认可的标准物质/标准样品生产者（通过ISO 17034/CNAS-CL04认可)，并通过了ISO9001:2015质量管理体系认证。公司于2022年获批筹建“天津市标准物质与稳定同位素标记技术研究重点实验室”，并先后被认定为国家高新技术企业、天津市“专精特新”企业、“瞪羚”企业等，成立了博士后科研工作站和院士创新中心，建立了国家食品安全重大专项稳定同位素产业基地,主持完成和参加了多项天津市重大科研支撑项目和在研国家重点研发计划重点专项,处于我国标准品和稳定同位素标记内标行业的领先地位。经过10余年的努力，阿尔塔科技以其卓越的品质和全方位的技术支持与服务受到全球客户的广泛认可和良好赞誉，成长为行业内国产高端有机标准品的知名品牌。2022年底，阿尔塔成功携手杭州凯莱谱精准医疗检测技术有限公司（迪安诊断旗下子公司），进一步开拓医药和临床检测标准品，为多组学创新技术以及质谱标准化的解决方案提供技术保障，为广大人民的健康生活做出贡献，真正实现From Medicare to Healthcare。

细胞异质性作为细胞系统中一种普遍存在的现象，受到生物研究领域的日益关注。在传统的群体分析中，单个细胞的独特差异往往被整体的平均值所掩盖，而这些被忽略的细节恰恰构成了细胞分化过程中的关键线索。随着微阵列芯片、核酸测序、质谱等技术的进步，对单一细胞进行基因组、转录组、代谢组和蛋白组分析已不再遥不可及。特别是核酸扩增技术的进步极大地推动了基因组、转录组在单细胞层面的测序技术的应用。尽管取得了这些进步，但在单细胞层面对蛋白质和代谢物的分析仍然面临重大挑战，这主要是由于它们的量有限且缺少有效的扩增手段。本文提出了一种新的策略，通过一次性单细胞蛋白质组和代谢组分析（scPMA），可以在单次LC-MS/MS分析中同时获取单个细胞的蛋白质和代谢物信息。通过这种策略，研究人员能够整合单个细胞的多组学数据，以深入理解细胞内部相互作用的网络和调控细胞状态的复杂机制。scPMA策略共包括以下三个部分（图1）：单细胞捕获及分离、纳升级样品预处理、一次性LC注入和质谱检测。前两个环节都是基于课题组前期自制的机械装置操作完成的，最后一部分才是scPMA策略的亮点。在常规分析流程中，由于蛋白质组和代谢组在物理化学特性上的根本差异，它们通常需要匹配不同的质谱检测技术。因此，在传统的样本预处理阶段，蛋白质和代谢物会被分离，随后各自经历特定的处理流程，并最终分别进行LC-MS/MS检测。然而，这些额外的分离和处理步骤不仅增加了分析的复杂性，而且往往不可避免地会导致样本的损失，特别是在处理单细胞水平的微量样本时，这种损失尤为显著，可能对研究结果的准确性和可靠性造成影响。基于此，作者希望能够开发一种易于使用的方法来实现同一单细胞个体的蛋白质组和代谢组同步分析。图1 一次性单细胞蛋白质组和代谢组同步分析示意图实际上，代谢物和蛋白酶切后的肽段在C18反相色谱柱上的保留时间是存在差异的。如图2所示，在作者设置的45 min梯度下，大部分A549细胞酶切的肽段在9至17 min的范围内就已流出（图2a），而此时流动相中乙腈的最高含量仅为40%。而A549细胞产生的代谢物则主要分布在17 min之后，只有极少部分是在17 min以前流出（＜10）（图2b）。导致这些现象的根本原因是肽段与代谢物之间疏水性的差异，因此，该策略更适合蛋白组与有一定疏水性的代谢物分析。得益于C18的有效分离，可以在色谱梯度的不同时间段针对不同的样本成分（肽段/代谢物）设置不同的质谱检测参数（图2c）。有效的色谱分离加与之匹配的双区域质谱检测便可实现一次性单细胞蛋白质组和代谢组双重分析。与之前的单组学的结果相比，scPMA策略在定量深度上并无明显差异（图2d-f）。图2 单蛋白质组和代谢组分析与scPMA的性能比较 通过scPMA策略，研究者们能够对单个肿瘤细胞（包括A549、HeLa和HepG2细胞）进行双重组学分析，平均定量了816、578和293个蛋白质以及72、91和148个代谢物。并利用UMAP聚类和随机森林机器学习模型，基于单细胞的蛋白质组、代谢组和双重组学信息，实现了对细胞类型的初步分类（图3、4）。根据结果可得知，细胞在代谢组中的异质性要大于蛋白组。图3 scPMA策略分析单个肿瘤细胞（包括A549、HeLa和HepG2细胞）图4 基于单细胞的蛋白质组、代谢组和双重组学信息对细胞进行分类随后，作者还利用scPMA方法在单细胞水平上研究了多柔比星对肿瘤细胞的诱导作用（图5）。对比药物处理组的各个单细胞样本发现给药后不同的单细胞在蛋白质表达上存在着异质性，这也是在群体分析中无法观察到的现象。与未给药的细胞相比，给药组共鉴定出255个差异蛋白(图5b、c)，一些肺癌细胞中过表达的蛋白显著降低。大部分的差异蛋白涉及的通路与DNA、染色质、核小体的合成有关（图5g）。同样，给药组和未给药组中鉴定出的代谢物也被用于UMAP聚类(图5d)和差异分析。差异分析结果(图5e、f)显示，93种代谢物有差异表达。其中，多柔比星仅在给药组检测到。值得注意的是，在给药组的各个细胞中，多柔比星丰度有明显的离散分布，甚至有10倍的丰度差异。这一结果表明不同的细胞个体具有不同的药物吸收水平，从而表现出明显的细胞异质性，这可能为进一步深入探索提供启发。基于差异蛋白质组和代谢组信息，利用MetaboAnalyst 5.0进行联合通路分析，分别富集出62条和234条相关通路。其中有37条显著相关的通路涉及的差异蛋白和代谢物与核糖体、DNA复制等药物作用机制有关（图5i）。图7.氘代差异分析流程示意图这些结果展示了scPMA策略在单细胞分析中的潜力，尤其是在药物干预研究中的应用前景。同时，这项工作也证明了一次性获取单细胞蛋白质组和代谢组信息的可行性，为未来在细胞分化、衰老和肿瘤免疫等领域的研究提供了新的工具。本文2024年发表在Analytical Chemistry上，One-Shot Single-Cell Proteome and Metabolome Analysis Strategy for the Same Single Cell。该文章的通讯作者是来自浙江大学化学系微分析系统研究所的方群教授。

p style=" text-align: center " img title=" }}}X`IWTUFUUQ127)%~1G7I.png" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201709/insimg/4cde966e-0cd0-489d-a12d-84067a144220.jpg" / /p p style=" text-align: center " span style=" font-size: 12px " PHOTO: DREAM DESIGNS/LYRICSAIMA/SHUTTERSTOCK.COM /span /p p 　　加拿大阿伯特大学生命科学与计算科学教授David Wishart说，我们自身其实就是一大组生化反应，“因此，基因组和蛋白质组不断进化来支持代谢组，而不是相反的路径。” Wishart说，有别于其他组学方法，代谢组学提供了一种更加直接的生理状态检测方式。代谢组反应营养、胁迫或者疾病状态的速度比转录组或者蛋白质组要快得多。这使得代谢组在许多领域都非常吃香，如环境毒理学、进化和发育、疾病诊断与治疗反馈、以及药物、杀虫剂和除草剂的研发等。代谢组流动检测帮助合成生物学家揭示遗传改变如何影响通路和产物。 /p p 　　作为组学家族最年轻的成员，代谢组学发展势头正劲。2014年，国际代谢组学学会主办了他们的第10次年会，与首次会议是同一座城市：日本鹤岗市。“第一年，我们有大约150人参会。”墨尔本大学助理教授、该校的澳大利亚代谢组分站负责人Ute Roessner说，“今年我们有超过500名注册参会人。而且代谢组学已经成为了每位研究者研究工具的一部分。现在，年轻的研究者定期开展代谢组学工作，作为他们博士工作的一部分。” /p p 　　代谢组学最主要的挑战根植于它的优点。代谢组数据很强大，因为生物体具有许多的代谢物，包括相关的前体、衍生物和具有一定浓度的降解产物，它们都极具多样性且变化迅速。这种复杂性需要精妙的分离和检测方法。代谢组学包括了脂类分析，这是一个极具潜力的发展领域，赛默飞世尔科技公司策略市场部经理黄盈盈(音译)说：“脂质组学与心血管疾病、癌症、糖尿病和肥胖症直接相关。然而脂质在体内的结构和浓度极具多样性，能达到10倍的变异。”许多生理脂类和其他代谢物共享一种化学组成，仅仅在排列上具有差别。因此，加州大学戴维斯分校教授、西海岸代谢组学中心主任Oliver Fiehn将代谢组学称为“异构体科学”。 /p p strong 　　仪器的决策树 /strong /p p 　　人们对代谢组学的兴趣不断增长，促使分子分离和检测仪器的制造商研发出各种针对代谢组学的硬件、软件和技术支撑。当研究人员需要将这些技术带进实验室时，他们面临着复杂的决策树。第一个分支就是非靶向还是靶向的分析。非靶向方法在所有可能的组分上聚集数据。靶向分析则聚焦于已知的组分，经常是数量上的变化，例如在胁迫和疾病的反应过程中。 /p p 　　核磁共振光谱学(NMR)对于靶向分析来说尤为强大，因为它可定量、可重复，适合于检测复杂样品如血液、尿液或仅需少量或不经过处理的少量组织提取物。芬兰奥卢大学分子流行病学负责人Peter Wü rtz最近作为共同作者发表了一篇文章，该项工作利用布鲁克公司的仪器，将NMR代谢组学应用于数千个爱沙尼亚和芬兰的生物银行样品中。研究团队找到了四种生物标记，当组合在一起时，与各种情况的猝死风险的提高显著相关。Wü rtz指出，这一研究是观测性的，并没有探究其机制，但却展示了NMR在生物标记分析中的能力。然而，使用NMR的代谢组学分析也存在局限，因为它的灵敏性比更加流行的代谢组学方法“质谱分析法(MS)”要低好几个数量级。 /p p 　　质谱需要样品处理。组分通常需要离子化并经过分离，最常用的方法是气相色谱(GC)和液相色谱(LC)法。毛细管电泳(CE)能很好地分离极性代谢物，能够用到与单细胞一般大小的样品中。毛细管电泳—质谱联用是人类代谢组技术公司(HMT)的特色产品，而像安捷伦和爱博才思等企业也提供该产品。但是，毛细管电泳技术需要专业的操作者和强大的软件来分析迁移时间中的漂动，安捷伦代谢组项目经理Theodore Sana说。 /p p 　　毛细管电泳—质谱联用技术的强大之处在于解析那些易于挥发或者能够通过衍生物挥发出来的物质，例如原初中心代谢的小分子。而液质联用技术则特别适用于大的、热不稳定的有机分子，包括许多次生代谢产物、较大的碳水化合物和脂类。一些诸如超高效液相色谱(UPLC，最初由Waters公司研发)、超临界流体色谱和离子迁移分离法的新进展，提高了速度和分离能力，囊括了非极性分子和具有多种异构体或异位体的组分(例如脂类)。分离方法与质谱分析器偶联起来，例如飞行时间(TOF)质量分析器，能够快速、高分辨率地解析大质量范围的分子。加入四级或线性离子捕获器可以选择在离子化过程中产生的特定成分或组分片段。一旦研究者完成了代谢组特性的分类，他们就可以决定是购买仪器还是将样品送往服务机构。 /p p strong 　　供应和服务商的选择 /strong /p p 　　安捷伦提供有气质联用、液质联用、毛细管质谱联用和NMR等仪器。Sana 说：“作为单个供应商能提供所有这些技术，包括了硬件、软件和技术支持，我们具有不可替代的位置。”(岛津公司也提供被研究人员推荐为廉价的原初装置的多种系统。)用户对安捷伦提供的直观软件给予了好评，Sana证实这确实是公司优先考虑的事情。举例来说，安捷伦的GeneSpring —质模专业版软件用于多重组学数据的整合分析。Sana 说，“GeneSpring可以使你采用来源于RNA、蛋白质和代谢物完全不同的数据，并将它们动态地映射在生物通路上，就像KEGG(一种代谢通路工具)那样。” GeneSpring也支持预处理来自其他厂商平台的数据，例如作为一个电子表格。使用一个通路工具对来源于大量实验的结果进行可视化，这对于搜集生物学洞察力、计划接下来的实验来说十分有用，Sana说。 /p p 　　爱博才思专注于液质联用质谱仪，研究人员高度评价了该仪器快速的数据获取，卓越的动态范围，以及定量化和准确的质量能力(通常定义为百万分之五或更低的精度)。该公司也提供毛细管电泳和离子迁移的选择。对于代谢组学来说，爱博才思推荐三联TOF和QTrap系统。公司高级市场经理Fadi Abdi说，“我们的三联TOF是进行定性定量分析的高分辨率、精确质谱仪，适合于代谢组学的发展。Qtrap是为要求灵敏性、靶向性和定量性的工作流程所设计的。”Abdi这样解释，为了鉴定、确认和定量产物，三联TOF系列的高获取速度可以在一个液相时间段的单次进样中同时完成质谱和串联质谱分析。Qtrap的多重反应检测器提供父本化合物的数据和由质谱随后产生的片段，简化数据处理流程并使研究者对他们的数据具有信心，爱博才思代谢组和脂质组学应用部门研究员Baljit Ubhi说。 /p p 　　那些寻找广泛代谢物覆盖的研究者可以考虑爱博才思的组合包，融入了爱博才思的高分辨率液质联用系统和力可公司的高分辨率气质联用系统。这一合作为客户提供了“两种技术的精华”，力可市场技术部主任 Jeff Patrick说。组合包中包括了来源于Genedata公司的软件，能够将来源于两个平台的数据整合以提供可靠的代谢组学分析。 /p p 　　另一种流行的多功能液质联用质谱选择是赛默飞世尔科技公司基于轨道阱(Orbitrap)技术的仪器。轨道阱质谱分析仪通常用于蛋白质组，但是在整合了一个高级分离系统(如UPLC)时，它的高分辨率能力尤其适用于代谢组学的分析，黄盈盈说。平行检测消除了为了加速样品分析所需的多重运行。赛默飞世尔科技公司产品线上的最新系统是具有三个质谱分析仪的轨道阱融合三杂交系统。液相分离以后，通过四极孔样品过滤，并在随后的轨道阱和线性离子捕获中进行可能的平行分析。黄盈盈说，三杂交系统的设计初衷是为研究人员提供灵活性与精确的质谱性能。 /p p 　　赛默飞世尔科技、爱博才思和布鲁克也提供质谱成像的仪器，这也被称为MALDI成像法。Roessner解释，这种方法克服了代谢组学的一个局限：代谢物分析通常只能在均一化的样品或提取物中进行，但是那些特定的细胞和组织却具有不同的代谢物特征。质谱成像技术为一个纤薄的组织切片(例如，来源于一个器官或植物组织中)提供了代谢物空间分布的图像。这一过程是使用激光解吸将矩阵处理的样品进行组分离子化，然后再使用质谱进行分析。对组分进行二维图像的重建提供了组织间代谢物的定位。 /p p 　　Roessner在该项技术中使用了布鲁克系统，他说：“尽管仍在初级阶段，但这是一种令人兴奋的方法。它可以用于观察肺部样品中药物相关代谢物的分布，或者去追踪环境刺激后，组织中代谢物分布的改变。”赛默飞世尔科技的轨道阱系统在此方法上具有优势，黄盈盈说：“因为离子是来源于组织的，没有经过液相分离，你需要一种超高分辨率的仪器，就像轨道阱。” /p p 　　对于不打算购买系统或者倾向于服务所带来的便捷性的研究者来说，他们也有很多选择。Biocrates公司和Metabolon公司都面向全球提供质谱代谢组学分析服务。Metabolon公司也涉猎大型、长期的合作，例如Craig Venter的人类寿命项目，Metabolon 公司销售市场高级副总裁Chris Bernard说，在代谢组学如何付诸实践、如何用于一系列项目中的问题上，合作对于Metabolon公司而言很重要。 /p p 　　NMR代谢组学所具备的优势在于不通过标准曲线的真正定量，样品可保留，可实现最少样品的操作，单次反应就能检测到所有带有结构信息的代谢物。但是科学家对于它的兴趣可能会受到装机成本的阻碍。研究人员可以通过服务商来获取这种方法，例如Chenomx公司。Wü rtz和他的同事也通过Brainshake公司提供NMR代谢组学的服务与合作。这是建立在他们使用NMR进行生物标记研究的经验，并将代谢组学数据与全基因组关联研究联系起来，该研究将遗传变异和疾病风险联系在一起。 /p p 　　代谢组学服务机构正在通过国家和学术中心设施快速增长。在澳大利亚，Roessner属于第一批建立政府资助的国家代谢组服务平台。加拿大也资助国家代谢组的项目，其他国家也在这个领域跟进。在美国，国立卫生研究院(NIH)共同基金早在2012年就开始建立代谢组学的区域中心。负责西海岸项目的Fiehn说：“这些中心提高了代谢组学的能力，能够为学术界和产业界服务，而且他们有不同的特色，例如肯塔基中心的代谢流平台和北卡罗来纳的核磁共振平台。”国立卫生研究院的中心平台也为初次接触代谢组学的科学家提供短期课程。 /p p strong 　　下一步挑战 /strong /p p 　　当被问到代谢组学面临的重大挑战时，研究人员和供应商一致认为有三点：对未知物的鉴定 研发出可供查询的标准数据集，就像GenBank的基因组资源 代谢组学与其他全系统数据的整合。 /p p 　　“质谱太过于敏感，因此我们得到了大量物质，却不知道它们是什么。”Wishart说。为了帮助研究者进行代谢物鉴定，安捷伦研发了气质和液质联用质谱的数据库，专供基于质谱技术的代谢物鉴定。力可公司提供了一个GC-TOF的数据库，据Patrick表示可用于任何气相色谱的数据，尽管该数据库是为力可公司的仪器而进行的优化。力可公司目前正在探索与高分辨率精确质谱库进行合作的机会。 /p p 　　Wishart意识到，最未知的是代谢物中的代谢物：“分解产物和由酶转换而来的或者具有微生物活性的分子。”这种分子的相似性是鉴定它们的关键因素。Fiehn团队研发了一些商业化的质谱文库，也在开发虚拟文库。研究人员可以从物质已知的谱图数据出发，来预测相似的或修饰变异物的谱图。LipidBlast是Fiehn团队开发的串联质谱虚拟谱库，超过20万种脂类可供免费下载。 /p p 　　为了面对数据整合和可搜索性所带来的挑战，代谢组界采取了一些举措，推动数据存储库的建立。例如位于英国的Metabolights是由欧洲代谢组学标准协调委员会(COSMOS)联盟所支持的，该联盟制定了代谢组学的数据标准。还有代谢组学工作平台(Metabolomics Workbench)，该平台旨在建立国立卫生研究院资助下的代谢组项目的数据库。赛默飞世尔科技与Fiehn合作推出了mzcloud.org网站提供免费的社区数据库，数据库包括在鉴定时有待注释的未知组分的真实和虚拟谱图。 /p p 　　即便是在代谢组学界有了存储数据的数据库之后，Patrick仍意识到，鉴于大量数据的背景和意义，“系统生物学的首要挑战是生物学干扰”。他认为解决的方案是软件，这“驱动着代谢组学的发展方向。” Bernard也有同感，他表示Metabolon公司客户首要的需求是帮助他们理解结果的生物学意义，“质谱对于产生数据来说很不错，挑战在于从噪音中分离出信号：85%的质谱数据点都是噪音”。Metabolon公司的客户可以使用MetaboLync的门户网站，其中包含了他们样品中的一系列代谢物，对比拥有超过1.4万种组分的本地文库，用于自动认证代谢物的鉴定，Bernard补充道，另外该门户最强大的特性在于，它具有在通路水平可视化并探索数据的能力。 /p p 　　随着该领域的不断发展，仪器供应商和服务提供商都迫切地期待与用户在他们的代谢组学研究上展开合作和讨论，不仅是买卖关系，而且可以掌握当前动态。“我们正与一些科研人员开展密切合作。”Sana 说，“在推进代谢组学领域的发展中，研究人员往往是新点子的来源。” /p p 　　(译者之一高大海系中国科学院海洋研究所助理研究员) /p p 　　Chris Tachibana 是美国西雅图和丹麦哥本哈根的科学作家。 /p p 　　原文：What& #39 s next in & #39 omics: The metabolome /p p & nbsp /p

大家好，本周为大家分享一篇发表在Anal. Chem.上的文章，Hydrogen/Deuterium Exchange Aiding Metabolite Identification in Single-Cell Nanospray High-Resolution Mass Spectrometry Analysis1。该文章的作者是中国地质大学（武汉）的彭月娥老师。在生物医药研究中，从单细胞水平进行代谢物的分析可以揭示细胞异质性。但由于样本量较小、代谢转化率快、浓度范围广以及分子结构多样，单细胞中代谢物的准确识别和定量具有挑战性。毛细管微采样电喷雾电离质谱（Capillary microsampling ESI-MS）以及单细胞质谱（single-cell MS）技术的使得单细胞代谢物分析得以发展。但目前其常规实验方案是没有与色谱（LC）耦联的，单靠一级谱图精确质量、二级碎裂谱图以及目前已知代谢物谱图数据库对于鉴定的准确性仍是有局限的。氢氘交换（HDX）技术可以用于氘代小分子中含氢的官能团（-OH、 -COOH、 -NH和-SH）从而起到区分作用。本文将HDX与nanospray 高分辨质谱（nanospray HRMS）结合起来提高Allium cepa L.细胞中的代谢物鉴定效率。图1. 实验装置。（a）微采样系统。（b）捕捉细胞时的电镜图。（c）HDX nanospray离子源。（d）源内HDX原理。图2. 鉴定流程实验装置如图1所示，用于提取细胞代谢物并在喷雾时进行HDX反应。鉴定流程如图2所示。作者首先用[(H3PO4)n-H]-评价了该体系的氘代能力，如图3，最终确定该体系能够使可氘代化合物发生80-83%的氘代。图3. [(H3PO4)n-H]-的氘代谱图如图4是该方法的应用实例。对于洋葱细胞样品中代谢物的谱图，作者首先用多个商业化软件进行了初次匹配。接着通过匹配其发生的氘代数从而进行进一步确证。例如一级谱图中观测到的m/z 178.0530一物质，软件给出该分子量对应元素组成只有C6H11O3NS这一选项。氘代后的谱图显示该物质含有3个不稳定H。562个备选化合物中只有65个符合该特点。通过碎裂模拟发现其中只有27个物质的二级谱图与该峰的二级谱图能够匹配。通过寻找碎片离子不稳定H将可能化合物数量又降至了25。只通过MS法几乎无法区分立体异构体，因此忽略备选化合物中的立体异构体，将备选数量降至11。通过调研文献，并利用标准物参考中确定，该物质极可能是isoalliin。图4. Isoalliin的鉴定流程基于该鉴定作者接下来分析了单细胞中isoalliin的分解途径。据报道isoalliin首先降解为sulfenic acid，然后降解为propanethial S-oxide。但sulfenic acid和propanethial S-oxide属于同分异构体（C3H6OS），且sulfenic acid是瞬时存在的，因而常规的LC-MS流程很难鉴定区分。通过HDX nanospray HRMS，作者发现细胞中C3H6OS的不稳定H在喷雾后10~15min间从2个变为了1个（图6）。Sulfenic acid中理论不稳定H为2，propanethial S-oxide中理论不稳定H为1。这表明sulfenic acid转化成了propanethial S-oxide，时间尺度是15min左右。图5. C3H6OS采样10min后（a）和采样15min后（b）的HDX分布。（c）C3H6OS 氘代数随时间变化。本研究整合HDX与单细胞HRMS法，提高了单细胞代谢物分析的准确度，并利用HDX特性分析了物质在单细胞水平的代谢过程，为细胞代谢过程中生化反应的监测提供了新方法。撰稿：罗宇翔编辑：李惠琳原文：Hydrogen/Deuterium Exchange Aiding Metabolite Identification in Single-Cell Nanospray High-Resolution Mass Spectrometry Analysis李惠琳课题组网址：https://www.x-mol.com/groups/li_huilin参考文献1. Osipenko, S. Zherebker, A. Rumiantseva, L. Kovaleva, O. Nikolaev, E. N. Kostyukevich, Y., Oxygen Isotope Exchange Reaction for Untargeted LC-MS Analysis. J. Am. Soc. Mass Spectrom. 2022, 33 (2), 390-398.

关键词：生物制药、实用分析方法、深度分享 上海中科新生命（中国科学院上海生命科学研究所蛋白质组研究分析中心）赛默飞世尔科技中国有限公司联 合 主 办 近年，生物药发展迅速，针对目前国内生物药企业在蛋白类药物分析经验不足的情况，上海中科新生命与赛默飞联合主办“符合CFDA申报要求的生物药物特性分析与结构确证”系列技术研讨班。研讨班将在北京、武汉、深圳三地展开。作为国内最早开展生物药物分析服务的第三方平台之一，上海中科新生命（简称APT）已经积累了十余年蛋白质专业分析经验，并已为国内超过300家生物制药企业提供分析服务。积累了极为丰富的分析和申报经验。中科新生命将在本次研讨班中分享其多年积累的实用分析方法和宝贵经验。作为全球最大科学服务领域领导者之一，赛默飞提供的Orbitrap质谱系列产品，已经成为蛋白质分析领域中最普遍使用的一类超高分辨质谱。每年，全球各地区应用科学家，开发出大量基于Orbitrap的生物制药分析应用方法，成为蛋白药物分析的宝藏。赛默飞将在本次研讨班中分享高分辨质谱在蛋白质药物分析中的最新应用案例。 本次研讨班，在国内生物制药领域，开创了国际质谱产品领导企业与国内分析服务方的深度合作模式，不但体现了相互间技术实力的认同，更是为了将双方多年在生物制药领域深厚的应用实践经验相乘后，与国内制药企业分享。相信通过双方多年来的实战经验讲授，可以帮助国内企业更加顺利地掌握、越过蛋白质药物分析难点。 会议地点： 会议主要内容：1、生物药结构表征综合解决方案 (抗体、重组蛋白、多肽、疫苗等药物)2、蛋白药物质谱分析难点及应对方法 (二硫键、天冬氨酸异构、O-糖基化、溶出物、ADC位点)3、翻译后修饰分析4、HCP相关分析 (抗体专属性验证、基于2D LC-MS/MS的HCP定性与定量分析)5、PEG位点确证和杂质分析 (PEG理论位点确证、PEG修饰异构体比例与修饰位点分析)6、多肽类药物结构确证难点 (环肽、非标氨基酸、二硫键)7、组学技术在蛋白药物开发中的应用 (未知抗体序列鉴定)8、蛋白质和代谢组学在药理学与生产工艺研究中的应用 (药理作用与机制解析、杂质鉴定与定量、细胞发酵监控) 讲师简介：阮宏强：APT技术服务部负责人毕业于浙江大学，中国科学院蛋白质组学分析研究中心研究员，从事蛋白质组学及蛋白质化学研究十多年，积累了丰富的仪器分析检测和复杂项目研究的实战经验。擅长质谱分析技术、高效液相分析技术、电泳技术等蛋白质组学及生物药物分析常用技术。参与编写《蛋白质电泳技术指南》、《蛋白质化学与蛋白质组学》等专业书籍。孙晓斌：APT技术支持毕业于上海大学分子生物学系，多年来主要从事蛋白质表征及蛋白质质量控制方面的研发工作。擅长蛋白质及多肽的质谱/色谱相关分离和分析方法的建立和优化。对于PEG修饰蛋白类药物具有丰富的表征及理化分析经验。严峻：APT技术支持中国药科大学博士，从事蛋白质结构表征、蛋白质组学、代谢组学的售前支持工作，负责质谱技术的应用推广与实验方案设计。对质谱技术在蛋白质结构表征、药物生产质量控制、生理与病理研究、临床诊断研究等领域的应用有着丰富的认识与研究经验。贾伟：赛默飞质谱部生物制药应用开发经理10余年大分子液质分析经验。中国科学院生物物理所、北京蛋白质组研究中心联合培养博士。在MCP、AC等学术期刊以第一作者发表研究论文；曾担任国家自然科学基金青年基金课题负责人，并曾参与863、973、国家自然科学基金重点等项目工作。 报名方式：请将报名回执(见后)发送至:林江 marketing@sibs.ac.cn 贾伟 jerry.jia@thermofisher.com 报名费用：北京、武汉6月10日前，深圳6月30日前，报名并付费为800元/人，同一公司2人及以上参加600元/人。现场报名付费：1000元/人。报名费含午餐；交通费自理，若需住宿请自行安排。现场领取参会发票。 支付账户信息：帐 号：033908-00040007818上海中科新生命生物科技有限公司农行漕河泾开发区支行营业部*注意事项：请务必在汇款时注明“2016研讨班”，方便信息核对。

从头脂肪生成(DNL)是脂肪和肝脏组织产生脂质代谢的关键过程。该途径的失调与肥胖、非酒精性脂肪性肝病和II型糖尿病密切相关。但是DNL在细胞内的研究非常困难，常规的脂质染料缺乏特异性，抗体和小分子染料很难特异性标记这些脂质体。虽然目前可以使用葡萄糖基代谢探针等同位素来标记这些物质，但是很难具备亚微米级别的空间分辨率，同时无法对细胞内部进行成像，也不能提供脂质的特性和其他环境生物分子的组成信息。这些都极大的限制了脂质体的相关研究，尤其是活细胞内脂质代谢的研究。美国PSC公司研发的全新非接触亚微米分辨红外拉曼同步测量系统——mIRage的出现为上述问题提供了新的解决方案。mIRage采用新型光学光热诱导共振（O-PTIR）技术，不仅具备传统FTIR的特性，可以对物质的分子结构进行解析，还克服了传统红外空间分辨率不足，无法精细表征细胞内部结构的问题，其分辨高达500 nm，可在亚微米尺度上实现对细胞结构的观测，与光学显微镜基本相同，有助于理解亚细胞器结构。设备光热膨胀技术能够在不接触样品的情况下进行检测，大幅度简化了样品制备过程，全程对样品无污染，并且没有米氏散射问题，可在不平整的表面上取得良好的谱线。而其特有的探测机制使得mIRage能够很大限度上避免水的干扰，真正实现活细胞的探测。 近期，耶鲁大学成功安装了非接触亚微米分辨红外拉曼同步测量系统——mIRage，并在活细胞脂肪代谢研究中取得了新的进展！在该研究中，Sydney O. Shuster等人使用非接触亚微米分辨红外拉曼同步测量系统——mIRage观测DNL在活细胞和固定脂肪细胞中的分布。作者认为在DNL、葡萄糖或其他碳水化合物代谢形成游离脂肪酸(FFA) 和甘油三酯的途径中，首先形成糖酵解丙酮酸，后被带进线粒体，通过TCA循环转化为柠檬酸盐。柠檬酸盐再转化为酰基辅酶a和丙二酰辅酶a用于脂肪酸合成并产生甘油三酯，然后储存在脂滴中作为能量储备。通过mIRage对固定的3T3-L1细胞的成像分析，作者通过脂肪代表性的酯羰基振动1747cm-1成功定位到细胞中的大部分脂质、甘油三酯的分布，并通过1655和1541cm-1处的酰胺-I和酰胺-II带定位蛋白质。DNL的代谢途径与固定细胞的明场与红外脂质体与蛋白的热图成像 为了跟踪葡萄糖代谢和DNL，作者给细胞喂入13C葡萄糖来代替12C葡萄糖。因为它的分子振动模式与所涉及的原子质量增加导致红外波数的红移，通过检测发现羰基的拉伸震动红移了44 cm-1。有趣的是1239 cm-1的波段本身不能明确地区分给C-O-C或PO2 ，而未标记细胞中的不对称拉伸在13C标记后时消失，这可能是红移到相邻的峰中导致的。这表明该峰值的主要来源是C-O-C 甘油三酯和/或胆固醇酯的不对称拉伸震动，并且磷脂不会显著地干扰3T3-L1脂肪细胞中的信号。而蛋白信号在这一过程中没有变化，表明蛋白质不会随着13C葡萄糖的供给而偏移。与之相对，CH3和CH2相关的1450cm-1波段蛋白质和脂类的变形和伸展震动的出峰不变。这可能是由于形成的甘油三酯来自游离脂肪酸和甘油的酯化。虽然两者都是 FFA和甘油由葡萄糖通过糖酵解产生，但它们以不同的速度产生和回收，影响着这些波段的移动速率。进一步对加入13C葡萄糖24、48和72小时后的细胞进行检测，结果显示平均单细胞13C/12C比率在测试期间(72小时)持续增加，最终比率为0.54±0.14。其中大部分的13C转化成甘油三酯，并且DNL在空间上也是异质的。对不同时间点固定的细胞进行观测和对比其中的DNL含量 在活细胞实验中，也取得了和固定细胞类似的结果，并且活细胞的光谱图像比固定的更清晰，细胞和与蛋白质酰胺-I信号重叠较少证明了这项技术甚至可以检测到活细胞中甘油三酯到12C甘油三酯13C比率的微小差异。活细胞的DNL含量观测综上所述，非接触亚微米分辨红外拉曼同步测量系统——mIRage在细胞成像中具有优异的潜力，可以提供脂质种类的信息，提供对低浓度物质如游离脂肪酸的定位，并允许对每个样品的脂质和蛋白质光谱特征进行全面位置光谱分析，并且能够应用长时间观测。这项技术未来将可以用于绘制细胞系和细胞内DNL的比率、疾病状态，进一步揭示DNL 导致代谢紊乱的原因。在评估针对调节DNL和治疗疾病的药物方面提供诸多帮助。 参考文献：Spatiotemporal Heterogeneity of De Novo Lipogenesis in Fixed and Living SingleCells. J. Phys. Chem. B 2023, 127, 2918&minus 2926为满足国内日益增长的生物红外表征需求，更好的为国内科研工作者提供专业技术支持和服务，Quantum Design中国北京样机实验室引进了非接触亚微米分辨红外拉曼同步测量系统——mIRage，为您提供样品测试、样机体验等机会，期待与您的合作！

由于水产品品种分布的多样性，鲜活水产品跨地区、长时间运输已成为常态。为提高鲜活水产品在长距离运输过程和水产养殖中的存活率及商业价值，国内外水产行业采用麻醉剂使水产品在运输过程和养殖中麻醉。在水产养殖和水产品活体运输过程中，麻醉剂的合理使用可降低养殖动物在采卵、采精、采血、运输等操作过程中的应激反应，减少对其伤害，提高存活率，为渔业带来诸多便利。卡因类麻醉剂是目前应用最为广泛的渔用麻醉剂，具有麻醉效果好、操作方便、可迅速麻醉和复苏等优点，但其安全性存在争议。什么是卡因类麻醉剂　　卡因类化合物是临床上常见的一类局部麻醉剂，能在不同程度上抑制动物中枢神经系统功能，具有作用效果快速、成本低、操作方便等特点，被广泛使用，主要包括间氨基苯甲酸乙酯甲磺酸盐（MS-222）、苯佐卡因、普鲁卡因、利多卡因、丁卡因、辛可卡因、布比卡因、丙胺卡因、罗哌卡因等。其中，以MS-222和苯佐卡因最为常用。MS-222作为美国FDA批准唯一可用于食用鱼的麻醉剂，具有性能好且安全性高等特点，其被鱼类吸收后可在一定时间内代谢为间氨基苯甲酸，排出体外。苯佐卡因是三卡因（MS-222活性成分）的异构体，作为渔用麻醉剂，使用早于MS-222，其在鱼体内的代谢物为对氨基苯甲酸和对乙酰氨基苯甲酸。监测意义　　尽管卡因类麻醉剂被广泛使用，但其安全性有待进一步确证。研究表明，水产品在被宰杀之前使用MS-222后若没有进行有效代谢，人体摄入过多就会在肝脏中蓄积，对机能产生一定损害。因此，世界各国对其应用于食用水产品较为谨慎，规定使用过麻醉剂的水产品需要经过一定时间的休药期才可上市，如：美国规定使用过MS-222麻醉的鱼在10℃以上暂养水中的休药期为21天；加拿大要求休药期为5天；英国要求休药期为70度日（水温与停药天数的乘积）。国外除MS-222和苯佐卡因外，其他卡因类麻醉剂未被纳入允许使用范围；加拿大规定，鲑鱼的皮与肌肉中MS-222的最大残留限量为0.01ppm。其余卡因类麻醉剂均未查阅到相关残留控制限量。　　我国GB 31650-2019《食品安全国家标准食品中兽药最大残留限量》规定了利多卡因、普鲁卡因、丁卡因为允许用于食品动物，但不需要制定残留限量的兽药，其中利多卡因适用的动物种类为马，普鲁卡因、丁卡因适用的动物种类为所有食品动物。除此三种卡因类麻醉剂外，尚无其他卡因类麻醉剂的限量标准。方法概述　　BJS 202110是适用于水产品及相关用水中9种麻醉剂及其3种代谢物的检测方法。目前，国内尚没有MS-222等多种卡因类麻醉剂及其代谢物的检测标准，该方法为国内食品中检测卡因类化合物最多的检测方法标准。本方法适用于鱼、虾水产品，以及养殖和运输用海水或淡水中MS-222及其代谢物间氨基苯甲酸、苯佐卡因及其代谢物对氨基苯甲酸和对乙酰氨基苯甲酸、氯普鲁卡因、普鲁卡因胺、利多卡因、辛可卡因、布比卡因、丙胺卡因、罗哌卡因共12种化合物的测定，尽可能涵盖了市面上可能违规使用的水产品及卡因类麻醉剂的种类。　　基于化合物的化学特性，以及水产品和养殖水的基质特性，综合考虑成本、环保、快速等因素，采用固相萃取技术和QuEChERS前处理技术，分别建立了适用于水产品和养殖水中通用性强、重复性好的两种前处理方法，并选择专属性强、灵敏度高的高效液相色谱-串联质谱法作为分析手段。　　方法中，水产品试样经乙酸钠缓冲溶液提取基质中的卡因类麻醉剂及其代谢物后，离心取上清液经正己烷除脂，固相萃取柱净化，采用高效液相色谱-串联质谱仪检测，外标法定量。养殖水用1%甲酸乙腈溶液提取其中的卡因类麻醉剂，提取液经离心、浓缩后，采用高效液相色谱-串联质谱仪检测，外标法定量。操作要点　　本方法使用的标准品可能存在同物异名的情况，可参考附录A提供的CAS号或化学结构进行核对。不同来源标准品的盐根可能不同，导致CAS号不同，不影响检测及使用，但要注意化合物的纯度要求。　　该方法中MS-222和苯佐卡因、间氨基苯甲酸和对氨基苯甲酸互为同分异构体，在建立色谱系统时，应确保待测化合物中两对同分异构体色谱峰有效分离，防止基质干扰峰对定量结果产生干扰。　　为获得更好的回收率，试样净化浓缩时，氮吹应吹至近干，完全吹干会降低个别化合物的回收率。此外，水样基质在加缓冲盐提取时，应注意立即涡旋混合，防止结块影响回收率。　　为降低背景干扰及基质效应，流动相使用的试剂应尽量选用优质且质量稳定的色谱纯试剂。本方法提供的质谱条件为推荐条件，因实际应用中所使用的高效液相-质谱联用仪的品牌各不相同，仪器的参数指标各不相同，当采用不同质谱仪器时，仪器参数可能存在差异，测定前应将质谱参数优化到最佳，以满足方法要求。　　在方法的实际应用过程中，由于各检测化合物在不同品牌和型号的质谱仪存在响应差异，应注意待测化合物的进样浓度，避免阳性样品污染检测系统。可在仪器检测过程中注意穿插空白，监控系统是否有残留影响。如发生残留现象，应通过单因素改变的方法逐级排查污染源位置：进样系统、色谱柱、流动相、管路、质谱离子源等，并及时消除残留影响。若阳性样品超过标准曲线范围，可选用同类型的空白基质提取液进行适当的样品稀释后测定。BJS202110.pd