代谢利用

代谢是所有细胞反应的基础，因此也是细胞生物学的核心功能性测量。利用一系列与荧光酶标仪兼容的代谢探针，安捷伦为体外细胞代谢分析提供了全套解决方案。本文展示的应用是利用这些解决方案分析细胞代谢和功能的实例。

近年来已有越来越多利用微量热仪器研究食品相关课题发表，包含天然物的分离纯化、食品加工程序优化、食品添加剂、食品污染及毒性评估等。基于仪器的高灵敏度及能够量测活体生物生长代谢能量的优点，已有许多研究植物细胞、动物细胞或微生物（细菌、真菌、病毒等）相关文献发表在不同领域。本短文乃是基于生长代谢能量之量测，在食品加工上的应用简介。

代谢组学研究中标准化的样本处理与加工是获得准确结果的关键。本文阐述了如何利用标准化核磁共振（NMR）技术（例如，基于布鲁克-AvanceIVDr平台）对不同的样本处理方法进行评估，从而对上述观点加以证实。因此，标准化1H-NMR是一种快速、可靠的生物流体样本细微变化监测方法。代谢组学分析可测量样本中的所有小分子，包括基质、中间代谢物和代谢的最终产物。因此，它可以提供样本采集时身体功能和状态的完整画面。它还能提供有关疾病诊断、预后、治疗监测以及身体对饮食或环境变化的反应的重要信息。在代谢组学研究中，可以使用任何生物流体，但血液和尿液最为常用，这是因为它们最容易获得。血液和尿液代谢组能反映出被研究的整个生物体的代谢状态，因此会受到健康、疾病和饮食状况的影响。代谢谱分析通常使用核磁共振（NMR）或色谱质谱（LC-MS或GC-MS）来实现。尽管质谱法具有更高的灵敏度，但得益于样本制备、测量和处理的标准化，NMR法更易于操作，且样本制备量最少，重现性高1。由于样本中代谢物的性质和浓度将构成研究结论的基础，因此所分析的化学成分必须准确反映出样本采集时的状态。工作流程的差异可能会影响所获得的结果，从而增加出现实验室间差异的可能性。因此，准确了解样本处理与加工中的偏差会对代谢曲线产生怎样的影响，以确保高准确度和可重复性分析是非常重要的。

“我们的研究结果表明，血清与尿液中代谢物之间的日常可靠性差异很大，而脂蛋白亚组分则具有很高的可靠性。” 仅供研究之用。 代谢组学是通过对存在于组织或细胞中的小分子中间产物和最终产物的分析来研究活性细胞过程。 代谢组学分析通常使用核磁共振（NMR）谱进行，可应用于一系列生物流体，包括血液和尿液。由于这些样本可以通过微创手段获取，因此研究人员正在探索将代谢组学分析作为诊断与监测各种疾病过程的潜在工具。 它在肿瘤的定性与监测方面尤其有用，这是确保癌症患者获得最佳治疗所必需的。众所周知，前列腺具有独特的代谢物分布，但直到最近，还无法将其应用于诊断。 由于基于肿瘤病理学和血清前列腺特异性抗原（PSA）水平的预测算法和列线图的发展，前列腺癌的发病率和死亡率在过去几十年中已显著降低。然而，这些男性前列腺癌诊断的预测工具涉及显著的变异性。因此，生物标记物在准确诊断前列腺癌以及可靠区分侵袭性肿瘤和惰性肿瘤方面的需求仍未得到满足。 靶向代谢组学分析是评估前列腺癌演变风险以及相关死亡率风险的一种有前途的替代策略。由于尿液代谢组与前列腺的关系密切，因此在前列腺癌生物标志物的鉴定中具有特殊的意义。 前列腺产生的前列腺液被释放到尿道，通过直肠按摩前列腺可以刺激这一过程。因此，前列腺按摩后排出的首段尿将与前列腺液混合。然而，发生或未发生前列腺按摩的尿液之间的代谢谱的差异尚未得到描述。 这是最近一项研究中要解决的问题之一，该项研究检测了样本采集和样本处理程序对采集自被诊断为前列腺癌或良性前列腺增生的男性患者的血清脂蛋白以及血清和尿液中的小分子代谢物的影响。研究人员利用配备5毫米QCI低温探针的布鲁克 Avance III 600 MHz质谱仪对样品进行NMR分析。

安捷伦 Seahorse XF 线粒体底物分析试剂盒提供了一种利用单一试验即可检测细胞对三种线粒体底物（葡萄糖、谷氨酰胺和脂肪酸）的依赖性，灵活选择性以及代谢能力的有效方法。Seahorse XF 线粒体底物分析试剂盒通过实时测定对比有无抑制剂时活细胞的细胞线粒体呼吸速率（耗氧率，OCR），来确定每种底物的氧化速率。

本研究将介绍一种采用营养代谢组学进行食品变质解析的分析方法。实验中，将市售日本清酒与白葡萄酒在不利条件下保存后，采用高效液相色谱质谱联用技术（LC/MS/MS）对其进行整体分析，全面考察氨基酸、有机酸、核苷、核苷酸等亲水性代谢产物的变化。

该方法专属性良好；方法定量限浓度下的定量离子的信噪比为 19–1175；利用基质匹配校准曲线，通过外标法进行定量，所得线性相关系数 R2 为 0.997–0.999；平行六次加标分析所得到的保留时间和峰面积精密度分别为 0.002%–1.044% 和 0.658%–5.184%，平均加标回收率为 75.068%–101.347%。检测结果表明，该分析方法完全适用于定量分析中药配方颗粒中的 30 种禁用农药及代谢物。最后，利用该分析方法对市场上销售的三个不同厂家的黄芪、当归、金银花配方颗粒进行分析，结果表明虽然在当归和金银花配方颗粒中的个别农药有检出，但三种中药配方颗粒中所有目标物的定量结果均符合 2020 版《中国药典》0212 药材和饮片检定通则中规定的要求。

生物类黄酮槲皮素在食品中以一系列糖苷形式存在，而这些糖苷的组成具有物种及栽培品种特异性。在人体内，槲皮素经过广泛的II 相生物转化，最终形成一系列代谢物的复杂混合物，其中每种代谢物的生物活性取决于生物转化过程中所形成偶联物的类型和位置。本文应用Agilent 1290 UHPLC 联合Agilent 6530 精确质量Q-TOF LC/MS，对食用添加微粒化苹果皮(AP) 或洋葱粉(OP) 的苹果酱后人血浆中的各槲皮素代谢物进行鉴定并测定相对含量，AP 及OP 标准化后相当于100 mg 总槲皮素糖苷。然后利用包含II 相生物转化反应中槲皮素相关产物的定制安捷伦个人化合物数据库和谱库(PCDL) 以及 Agilent MassHunter 定性分析软件对代谢物进行鉴定。最后通过Q-TOF MS/MS 碎片数据和Agilent MassHunter 分子结构关联(MSC) 软件确认所鉴定代谢物的结构。

本应用简报介绍了：? 利用 Agilent 1200 快速分离液相色谱（RRLC）系统高分离度分离体外代谢实验中得到的代谢物? 利用 Agilent 6520 QTOF 质谱仪采集用于计算机辅助代谢物鉴定的数据? 利用 Agilent MassHunter 代谢物鉴定软件高效鉴定非预期代谢物? 奈法唑酮药物非预期代谢物的代谢物鉴定数据分析结果

摘要本应用简报介绍了：? 利用 Agilent 1200 快速分离液相色谱（RRLC）系统高分离度分离体外代谢实验中得到的代谢物? 利用 Agilent 6520 QTOF 质谱仪采集用于计算机辅助代谢物鉴定的数据? 利用 Agilent MassHunter 代谢物鉴定软件高效鉴定预期代谢物? 奈法唑酮药物预期代谢物的代谢物鉴定数据分析结果

本应用简报介绍了：? 将 Agilent 1200 系列快速分离 LC 系统与 Agilent 6520 精确质量 Q-TOF 联用进行药物代谢实验中的数据采集? 利用代谢物鉴定软件进行复杂药物分子代谢物的鉴定? 利用代谢物鉴定软件中提供的工具进行复杂代谢物分子的结构解析

摘要随着人体肠道菌群在健康和疾病研究中的作用受到越来越多的关注，对不同化学类别的菌群代谢物的定量分析需求也应运而生。安捷伦开发出一种高重现性、稳定的离子对反相 (IP-RP) 动态多反应监测 (dMRM) 方法，该方法可高效分离 200 多种中心碳代谢物。本应用简报重点介绍了将 IP-RP dMRM 方法扩展到与宿主代谢和免疫通路相关联的色氨酸和吲哚代谢物的测量。扩展的 IP-RP dMRM 方法能够在宽动态范围内灵敏地检测相关生物样品中的这些化合物。

利用 Agilent 7000D 气相色谱三重四极杆质谱联用仪建立了分析中药配方颗粒中的农药残留的方法。该方法参考 2020 版《中国药典》通则 第五法 中的快速样品处理法（QuEChERS 法），所得甘草配方颗粒、金银花配方颗粒、当归配方颗粒和黄芪配方颗粒样品净化效果良好，无显著干扰。以甘草配方颗粒作为基质配制校准标样，所得校准曲线的线性出色，所有目标分析物的线性相关系数 R2 均大于 0.995。将 2020 版《中国药典》通则 第五法 中第三浓度点样品重复分析 6 次，所有目标分析物的 RSD 值均小于 7%，表明该方法具有良好的重现性。采用甘草配方颗粒、金银花配方颗粒、当归配方颗粒和黄芪配方颗粒样品进行加标回收实验，加标浓度为 2020 版《中国药典》通则 第五法 中的第三个浓度点，该浓度为 规定的限量值的 1/2，结果所有目标分析物的加标回收率均处于 70%-120% 之间，表明该方法具有出色的准确度。综上，该方法适用于测定中药配方颗粒中 33 种禁用农药及其代谢物的含量。

生命因代谢而存在，因代谢而高度有序，BioTek通过微孔板检测为细胞代谢分析提供了全套解决方案。利用多功能多平台多方案检测方式，帮助您了解细胞工厂内的每一道工序和产物，解锁细胞代谢相关生命的奥秘。

在无标品的情况下，利用GCMSMS的MRM采集模式，可对鼠伤寒沙门菌代谢物进行半定量分析。使用岛津公司三重四极杆气相色谱质谱联用仪GCMS-TQ8050结合代谢物数据库，在无标准品情况下，建立了467种代谢物的MRM筛查方法，利用此筛查方法对鼠伤寒沙门菌标准株ATCC 14028胞内及胞外样本中代谢物进行筛查定性，分别筛查出胞内代谢物77种，胞外代谢物31种，并以2-异丙基苹果酸为内标对筛查出的代谢物进行了半定量。

本文利用GCMS-TQ8050结合岛津代谢物数据库自动创建467种代谢物的MRM分析方法。通过建立的MRM方法对冬虫夏草中的多种代谢物进行筛查，使用核糖醇作为替代物，确认筛查结果的可靠性判断，以2-异丙基苹果酸作为内标，对筛查出的代谢物进行了半定量。在无测定目标组分标准品的情况下，鉴定出代谢物143种。

安捷伦 6550 iFunnel Q-TOF LC/MS 系统 (6550 Q-TOF) 结合流动注射分析 (FIA) 方法对 96 个生物提取样品中的小分子化合物进行分析。本实验展示了这一仪器分析系统的优越性能，与上一代 Q-TOF 仪器的检测结果相比，本分析系统在检测离子数量方面增加了一个数量级。同时灵敏度和分辨率的大大提高，使得大肠杆菌代谢组学研究的覆盖范围增加了六到七倍，而且提供了更详细的代谢途径分析。

“通过结合SPE与样品净化，利用制备LC柱（与MS联用）和随后的纯化进行分馏，可从尿液中制备分离多酚代谢产物的尿代谢产物。”茶是世界上最受欢迎的饮料之一。据称它能提供一系列令人印象深刻的健康益处，包括改善心血管健康、降低空腹血糖水平、降低癌症风险、松弛气道以及改善消化。此外，它还具有抗氧化、抗菌和消除压力的特性。由于茶多酚的直接生物利用度较低，人们认为茶的有益特性是来自易于进入循环的代谢物所产生的影响。尤其是多酚代谢物已被确定为提供茶的健康益处的候选对象。共轭缬内酯是红茶多酚分解代谢的最早产物，它与一系列器官的特定相互作用被认为是潜在的作用方式。由于难以分离出用于研究的多酚代谢物，因此，对引起茶多酚代谢物积极作用的确切作用机制的澄清受到了阻碍。为方便茶多酚代谢产物的制备，对茶多酚代谢产物进行结构解析和体外生物活性评价，近年来已开发出一种新的提取工艺。利用固相萃取-制备液相色谱-质谱（MS）-液相色谱-MS-核磁共振（NMR）工作流，从红茶消费者的尿液中分离出儿茶素基多酚的共轭缬内酯代谢物。

美国University of Miami生物系同样利用SSI动物呼吸代谢测量系统对两栖纲、有尾目的娃娃鱼幼体进行了跟踪观察，并对其呼吸表面积失水(RSAWL)和标准代谢率(SMR)进行能量代谢分析。

以GC/MS测定分别从胰腺癌患者和健康者的血清中提取的代谢物，并利用代谢成分数据库实施代谢物鉴定。其结果检测出60个代谢物。使用SIMCA-P+（Umetrics公司）将此结果提供于多变量解析，结果成功地将胰腺癌患者与健康者分组。

由于内源性细胞代谢物的理化性质差异巨大，因此代谢组学研究的一项主要挑战就是如何通过单一 LC/MS 分析方法对内源性细胞代谢物进行稳定、可重现的色谱分离。一种更易于控制的色谱解决方案是针对一小组代谢物开发 通路靶标的分析方法。建立优化的靶向 LC/MS/MS 方法是一项艰巨的任务，需要花费大量的时间和资金来表征大量化学标准品。 安捷伦开发出了一套适用于 215 种以上中心碳代谢物的 LC/MS/MS 解决方 案，可以稳定、可重现地分离酸性代谢物。该解决方案包括收录了保留时间和最佳 MS/MS 采集参数的优化数据库，还包括数据采集和分析方法。代谢组学 dMRM 数据库和方法利用了 Agilent 6470 三重四极杆 LC/MS 系统的高灵敏度和宽动态范围，以及安捷伦喷射流离子源久经考验的电离增强功能。本应用简报介绍安捷伦代谢组学 dMRM 数据库和方法的优势，其针对中心碳代谢物提供一套已经过优化且简单直接的靶向分析方法，让研究人员能够轻松执行分析。

利用核磁共振波谱和液相色谱-质谱进行代谢表型分析已用于表征严重急性呼吸道综合征冠状2号病毒（新冠病毒）感染对人血浆代谢的影响。

利用赛默飞世尔科技全新一代气相色谱质谱联用仪进行小儿遗传代谢病的筛查完全可行，该方法准确，敏感性高，特异性强，是筛查遗传性代谢疾病的有效手段。

癌症是与影响正常细胞功能的遗传变化有关的多种不同疾病的集合，而代谢重编程正在成为癌症治疗性干预的一个关键靶标。癌细胞高度依赖代谢通路来产生多种致癌过程所需的能量（快速增殖、生存、入侵和转移），并对代谢进行重编程以支持这些过程。如今，研究人员正在使用多种基于细胞的分析方法，如基因和 RNA 表达、蛋白质定量、流式细胞术和质谱法，以进一步了解癌症生物学。利用实时细胞功能检测可以研究细胞代谢的动态特征，以及癌细胞如何重新编程其代谢过程来适应环境并存活，从而得以揭示癌细胞的代谢特性。这些代谢特性可以用于开发癌症靶向治疗。

许多候选药物及其代谢物都含有一个或多个手性中心。识别和监测可能存在的各种对映体是药物开发过程中至关重要的一步。众所周知，超临界流体色谱（SFC）是一种可进行手性分离的高效技术。在本技术简报中，我们展示了利用UPC2/MS/MS对利培酮的活性代谢物9-羟基利培酮进行对映体分离和检测。研究人员使用9-羟基利培酮标准品进行方法优化，然后将其应用于在人肝脏微粒体中温育的利培酮样品。实验监测了从母体化合物到羟基代谢物的转化过程。

药物被机体吸收后，在体内各种酶以及体液环境作用下发生化学结构的改变的过程，称为药物代谢（Drug metabolism），又称生物转化（Biotransformation）。药物代谢主要在肝中进行，也发生在肠、肾、肺、血液和皮肤等器官，尤其是药物的肠代谢越来越受到人们的关注。口服药物主要经小肠和大肠吸收进入肠毛细血管床，它是药物进入体内的一条重要途径，但研究发现许多药物通过肠道时即被代谢，这种肠道的首过效应往往造成进入体循环的实际药量减少，从而导致药物的生物利用度降低。

肿瘤细胞所表现出的代谢表型反映了它们的代谢需求。科学家们正利用XF技术和XF压力测试来研究肿瘤细胞的代谢变化以及代谢治疗的效果，从而更加深入地了解癌症。XF细胞线粒体压力测试检测线粒体呼吸的关键参数：呼吸水平基础值、质子渗漏水平、ATP合成相关的呼吸值、呼吸能力最大值和呼吸能力储备值。XF糖酵解压力测试则检测糖酵解功能的关键参数：糖酵解水平、糖酵解能力最大值和糖酵解能力储备值。

在追求可持续农业的全球趋势下，精确测量家禽的能量需求对于提高养殖效率和动物福利至关重要。能量代谢测量系统的高精度和多功能性使其成为家禽能量代谢研究中不可或缺的工具。它能准确捕捉家禽在各生长阶段的活动能量消耗，这对于优化饲养方法、提升饲料利用率和减少资源浪费具有显著作用。

马钱子主要有效成分士的宁（strychnine）又名番木鳖碱，属于中枢神经兴奋剂，临床用于偏瘫、瘫痪及因注射链霉素引起的骨骼肌松弛、弱视症等和巴比妥类中毒等。此外，添加士的宁的饲料诱饵可用来消灭老鼠等啮齿类有害动物，然而这些动物体内残留士的宁会通过食物链传递, 对整个生态圈造成影响，故有必要对其代谢产物进行深入研究，为临床用药、环保、司法等部门提供可靠的分析手段和数据。LTQ Orbitrap XL结合了线性离子阱和Orbitrap高分辨质量分析器，具有高灵敏度的多级高分辨能力。Mass Frontier为Thermo专业的结构解析软件，利用其丰富的碎裂数据库，可快速的对士的宁多级碎裂规律进行准确推测和归属，碎片离子检索功能将母药与代谢物相关性与可能的代谢途径有机的结合起来，从繁杂的基质样品质谱信号中准确的筛选到未知代谢物信息，进一步对代谢位点进行推测，最终获得全面的代谢物信息。

除了供体差异外，细胞的年龄及来源、实验方法的差异、生长速率以及培养基的选择，都会导致细胞的重编程和/或分化效率不一致。在细胞命运发生变化前后，了解细胞能量的利用，鉴定代谢表型的变化，使研究人员能够预测和确认细胞功能，揭示细胞重编程的可操作性和分化潜力。细胞代谢表型分析检测的是细胞准备在未分化与分化状态之间转换时的能量需求和路径偏好。随着细胞从静止到多能性的转换、和/或从多能性到分化的转换，代谢转换迅速发生。