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AgilentMassHunterProfinder应对定性代谢流分析中同位素体提取

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Agilent MassHunter Profinder： 应对定性代谢流分析中同位素体

提取的挑战

技术概述前言代谢组学研究可以通过测量代谢物的相对丰度更深入地了解生物系统。但是，这并不能深入探究代谢动力学，因为经过某个通路的代谢流产生显著变化可能并不会引起代谢物中间体丰度的改变。定性代谢流分析可以解决这个问题，能够让研究人员获得与所选通路和代谢流相关的信息。在这些研究类型中，稳定同位素标记示踪物（通常含有 13C、15N 或 2H）被引入

生物系统，并随时间推移造成代谢物的天然同位素模式发生改变。由此生成的特征模式的质

量特征可以利用质谱仪 (MS) 进行测量。安捷伦 TOF 和 Q-TOF LC/MS 系统可以提供定性代谢流分析所需的高水平质量准确度和同位素保真性。

定性代谢流分析的一项重大挑战是从复杂样品分析中高效提取同位素标记代谢物。应对每种目标代谢物的同位素体（代谢物离子仅同位素组成不同）进行测定，并将其与背景或基质离子区别开来。此外，必须针对示踪物的同位素纯度和所有天然存在的同位素的比例对原始同位素体丰度进行校正。

为应对这一挑战，Agilent MassHunter Profinder1（一款应用广泛的基于质谱的批处理特征提取软件）采用了批处理同位素体提取算法。该算法专为安捷伦 LC/TOF 和 LC/Q-TOF 系统采集的定性代谢流数据而设计。本技术概览将介绍 Agilent MassHunter VistaFlux2 的

Profinder 模块中的同位素体提取工作流程。以及峰与目标 RT 的偏差。最后，测量所选 EIC 峰的同位素体丰度值（根据用户选择的丰度标准），并针对标记元素的天然丰度以及示踪物的同位素纯度校正上述丰度值。这种多级提取流程的优势是可以通过从背景和基质离子中鉴别出目标代谢物同位素体，以最大限度减少假阳性结果。该算法使用 EIC 而非质谱图，可以提供更准确的同位素体丰度，从而得到更精确的同位素体掺入 结果。批处理同位素体提取流程由工作流程向导引导完成，该向导可以轻松地设置所需参数。该流程的起点是数据文件导入和组分配 （图 1）。Profinder 同位素体提取算法采用多级离子提取流程。首先，在目标物文件指定 RT 区域内的每个可能同位素体的 m/z 处提取各

同位素体的提取离子色谱 (EIC)，此处 m/z 容差窗口较宽。通过对这些 EIC 的总和积分建立较窄的 RT 区域，其中可能存在目标化合物的线索。对每个区域的数据单独进行评估。从每个区域提取质谱图，并使用该质谱图去除不满足更严格 m/z 匹配标准的离

子。另外还可能去除 EIC 未显示出类似洗脱曲线的离子。创建出新的组合 EIC，该 EIC 代表仅满足第一阶段的离子的总和。如果新的 EIC 具有多个峰，可使用评分系统选择最可能的峰，该系统考虑的因素包括：一个峰中合格同位素体离子的数量、峰的相对丰度

工作流程概览：批处理同位素体 提取

Profinder 是一款针对质谱数据的快速批处理软件。它可以提供许多有用的数据分析工

具，例如重复数据文件的分组、化合物比对、多色谱图叠加、按样品组着色、色谱峰手动重新积分和结果导出工具。Profinder

B.08.00 可为代谢流分析提供全新的批处理提取算法，能够实现同位素体掺入的可靠提

取和可视化。

Profinder 中的批处理同位素体提取算法使用包含目标代谢物列表的文件（.CDB 或

.CSV 格式），基于代谢物化学式提取所有可能的同位素体。目标物列表必须包含化学

式、保留时间 (RT)、化合物名称和化合物

ID（CAS、KEGG 等）。通过使用目标代谢物的化学式，可应用 Profinder1 中的批处理

目标特征提取工作流程决定保留时间。

这种算法设计用于对安捷伦 LC/TOF 或 LC/Q-TOF 采集的 13C、15N 或 2H 稳定同位素标记离子进行目标数据挖掘，测定所提取

代谢物的原始同位素体丰度。此外，使用天然同位素丰度和同位素示踪物纯度计算得到校正的同位素体丰度。

图 1. 在安捷伦 LC/TOF 或 LC/Q-TOF 上运行样品，以获得高质量数据。将数据文件导入 Agilent MassHunter Profinder，并分配至样品组根据多个数据文件分组和总结的化合物信息。所选化合物组的单个文件详情见化合物详情表 (3B)、所有同位素体的总结色谱结果 (3C)、质谱图结果 (3D) 和同位素体结果 (3E)。图 3 展示了使用 BioCyc 数据库中为 TCA 通路创建的目标代谢物列表，在 Agilent 6230 TOF LC/MS 上通过负离子模式采集的 13C-谷氨酰胺代谢流数据的处理结果。Profinder 界面由 5 个链接导航窗口组成，便于对提取结果进行查看。化合物组表 (3A) 展示了将包含目标代谢物列表的输入文件用作目标物来源，并选择同位素标签（图 2）。可以对包含所有所选参数和设置的方法进行保存。在选择设置并选择完成之后，会自动执行批处理同位素体提取。可以将来自数据处理的所有结果保存为 Profinder 项目

（.Profinder 文件）。

图 2. 工作流程向导提供设置批处理同位素体提取的指导步骤。红色框突出显示了最常调整的参数

图 3. 以化合物为中心的可视化功能提供了三个代表性组的批处理同位素体提取结果组对其进行叠加 (4C)，或对所有文件进行叠加 (4D)。这些选项提供了更为高效的所有样品文件或样品组的同位素体比较方法。此外，它们还能够查看缺失的峰，并对色谱图进行手动编辑。针对天然同位素丰度和同位素示踪物纯度的校正是确保定性代谢流分这种以化合物为中心的图形化用户界面可提供简化的数据审查、手动修正功能以及代谢物同位素体掺入的可视化。可以根据用户偏好，根据单独的样品文件（图 4A）或样品组 (4B) 对图片着色。也可以通过单独的样品文件对图片进行分列 (4A-B)、通过样品图 4. Agilent MassHunter Profinder 能够帮助用户轻松查看数据 析准确性的一个关键步骤。在 MassHunter Profinder 中，可以在经过或未经过天然同位素丰度校正的情况下以绝对丰度或归一化

丰度的形式查看同位素体结果。Profinder 提供查看同位素体结果的不同选项，包括原始、校正、归一化和平均结果（图 5）。图 5. Agilent MassHunter Profinder 提供多个能够轻松查看原始或经校正同位素体丰度的选项完成审查和修正后，可以从 Profinder 中将同位素体提取结果导出为 .PFA 格式的文件。此文件包含样品分组、化合物名称、标识和同位素体数据的信息，可将其导入 VistaFlux2 的 Omix Premium 模块中，VistaFlux 设计用于无缝导入同位素体提取结果，以实现定性代谢流通路结果的可视化。清晰显示了 M+2 同位素体（图 6）。同位素体提取算法使用多级离子提取流程，可快速确定出该离子不是富马酸同位素体离子，并将该离子从同位素体结果和同位素体谱图中排除。为直观地查看同位素体结果，工作流程向导提供原始质谱图或同位素体谱图选择作为提取数据格式。这有助于从原始质谱图中快速鉴定背景或基质离子，并能够评估同位素体提取的准确性。例如，富马酸的原始质谱图www.agilent.com/chem/Profinder仅限研究使用。不可用于诊断目的。本文中的信息、说明和指标如有变更，恕不另行通知。

© 安捷伦科技（中国）有限公司，2016 2016 年 4 月 14 日，中国出版 5991-6817CHCN

参考文献1. MassHunter Profinder：用于质谱 数据高质量特征提取的批处理软件， 安捷伦科技公司技术概述，出版号 5991-3947CHCN，20142. MassHunter VistaFlux for Qualitative Flux Analysis（用于定性代谢流分析 的 MassHunter VistaFlux），安捷伦 科技公司技术概述，出版号 5991-6756EN，2016结论Agilent MassHunter Profinder 批处理同位素体提取算法为安捷伦 LC/TOF 和 LC/Q-TOF

系统采集的稳定同位素标记代谢物数据的目标数据挖掘提供了一款功能强大的工具。这款软件界面直观而简便易用，便于研究人员快速获得结果。同位素体提取流程采用多级批处理提取，可实现完全自动化。这有助于提供高质量的结果，实现可靠的高通量定性代谢流分析。结果可以轻松导出至 Omix

Premium，以实现目标通路中代谢流的交互式可视化。

图 6. 富马酸原始质谱图结果中清晰显示了 M+2 同位素体。然而，该算法确定出此离子不是富马酸的同位素体，并将其从同位素体结果和同位素体谱图中排除查找当地的安捷伦客户中心： www.agilent.com/chem/contactus-cn免费专线：

800-820-3278，400-820-3278（手机用户）联系我们：

LSCA-China_800@agilent.com在线询价：

www.agilent.com/chem/erfq-cn

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吉大环境同位素实验报告

吉大环境同位素实验报告

吉大环境同位素实验报告吉大环境同位素实验报告一、引言同位素是指原子核中质子数相同但中子数不同的原子。

在环境科学研究中，同位素分析被广泛应用于地球科学、生物地球化学和环境监测等领域。

本实验旨在通过同位素分析的方法，对吉大校园内土壤和水样品中的同位素含量进行检测和分析。

二、实验方法1. 样品采集：从吉大校园内不同位置采集土壤和水样品，并记录采样点的经纬度信息。

2. 样品处理：将采集到的土壤样品进行干燥、研磨和筛分处理，以获得均匀的土壤样品。

将水样品进行过滤处理，去除悬浮颗粒。

3. 同位素提取：使用适当的方法从土壤和水样品中提取目标同位素。

4. 同位素分析：利用质谱仪或其他适当设备对提取得到的样品进行同位素分析。

5. 数据处理：对实验得到的数据进行统计和分析，并绘制相应图表。

三、实验结果1. 土壤样品中的同位素含量根据实验分析，吉大校园内不同位置的土壤样品中的同位素含量存在差异。

其中，氢同位素（2H）含量在0.001‰~0.010‰之间变化，氧同位素（18O）含量在-10‰~10‰之间变化，碳同位素（13C）含量在-25‰~25‰之间变化。

2. 水样品中的同位素含量吉大校园内不同水源的同位素含量也存在差异。

其中，地下水中氢同位素（2H）含量在0.001‰~0.005‰之间变化，氧同位素（18O）含量在-5‰~5‰之间变化；湖泊水中氢同位素（2H）含量在0.002‰~0.007‰之间变化，氧同位素（18O）含量在-7‰~7‰之间变化。

四、讨论与分析1. 同位素分布特征通过对吉大校园内土壤和水样品中的同位素含量进行分析，发现不同位置和不同水源的样品存在一定的差异。

这可能与地质构造、降水情况和人类活动等因素有关。

2. 同位素应用土壤和水体中的同位素分析可以提供环境监测和地质研究的重要依据。

通过分析同位素含量，可以了解土壤和水体的来源、循环过程以及受到的污染程度，为环境保护和资源管理提供科学依据。

3. 实验方法改进本实验中使用的样品处理和同位素提取方法可能存在一定的局限性，需要进一步改进。

Agilent化学工作站讲义解析

Agilent化学工作站讲义解析


色谱流出曲线及有关术语
在定性分析中，通常固定一个色谱峰作为标准 （s），然后再求其它峰（i）对这个峰的相对保留 值，此时可用符号表示，即
= tr (i) / tr (s) 大于式1的中。tr 相(i对)为保后留出值峰往的往调可整作保为留衡时量间固，定所相以选择总性是
的指标，又称选择因子。
(五) 区域宽度
Agilent化学工作站讲义
主要内容
预备知识：色谱峰、色谱的定性与定量 Agilent化学工作站的使用 实际演练 TL色谱工作站的使用 实际演练
色谱流出曲线及有关术语
（一）色谱流出曲线和色谱峰 由检测器输出的电信号强度对时间作图，所得
曲线称为色谱流出曲线。曲线上突起部分就是色谱
峰。
如果进样量很小，浓度很低，在吸附等温线 （气固吸附色谱）或分配等温线（气液分配色谱） 的线性范围内，则色谱峰是对称的。
化学工作站的启动
进入方法和运行控制界面
工作站处于待工作状态
菜单：“方法和运行控制”界面
该主题介绍了“方法和运行控制”界面中的菜单。 “方法和运行控制”界面包含以下菜单： 文件 运行控制 仪器 方法 序列 视图 中断 Analyst ChemStore
“文件”菜单
使用“文件”菜单，您可以管理数据文件和进行打印机设置。可以进行 以下操作：
保留时间是色谱法定性的基本依据，但同一组分的保留时间 常受到流动相流速的影响，因此色谱工作者有时用保留体积 来表示保留值。
色谱流出曲线及有关术语
4. 死体积V0
指色谱柱在填充后，柱管内固定相颗粒间所剩留的空间、 色谱仪中管路和连接头间的空间以及检测器的空间的总和。 当后两相很小可忽略不计时，死体积可由死时间与色谱柱出 口的载气流速Fco（cm3·min-1）计算。
代谢谱检测

代谢谱检测

代谢谱检测
代谢谱检测（metabolomic profiling）是一种利用高通量技术（如质谱和核磁共振）分析生物样本中的代谢物组成和浓度的方法。

代谢谱检测可以提供关于生物系统内代谢通路活动的信息，从而用于研究和诊断疾病、评估药物效果、研究环境暴露等领域。

代谢谱检测包括样本准备、代谢物分析和数据处理等步骤。

样本准备是将生物样本（如血液、尿液、组织等）进行提取和预处理，以获得可用于代谢物分析的样品。

代谢物分析通过质谱或核磁共振等技术，对样品中的代谢物进行定性和定量分析。

数据处理则是对获得的原始数据进行预处理、归一化和统计分析，以提取有意义的信息。

代谢谱检测的应用广泛，可以用于发现和评估疾病标志物、研究药物作用机制、评估药物毒性、探索营养和环境因素对代谢的影响等。

例如，在癌症研究中，代谢谱检测可以帮助发现新的肿瘤标志物，并提供关于肿瘤代谢重塑的信息；在个体化医学中，代谢谱检测可以用于评估药物治疗的效果和预测药物响应性；在环境暴露研究中，代谢谱检测可以用于评估人体对化学物质的暴露程度和影响。

代谢组学实验步骤

代谢组学实验步骤

代谢组学实验步骤
代谢组学实验步骤通常包括样品准备、代谢产物提取、代谢物分析和数据处理等步骤。

1. 样品准备：首先需要选择合适的样品，如血液、尿液、组织等，进行采集。

样品在采集之后需要进行处理，如离心、去除杂质等。

2. 代谢产物提取：提取样品中的代谢产物以进行后续分析。

常用的提取方法有有机溶剂提取、固相萃取等。

提取时需要注意使用合适的提取剂和条件，以确保提取的效果和代谢物的稳定性。

3. 代谢物分析：常用的代谢物分析方法有质谱分析、核磁共振（NMR）分析等。

质谱分析可用于定性和定量分析代谢物的类型和浓度。

NMR分析则可提供代谢物的结构信息。

根据实验需求选择合适的分析方法进行分析。

4. 数据处理：对于得到的代谢物分析数据，需要进行数据处理和统计分析。

常用的数据处理方法有主成分分析、谱图比对、模式识别等。

这些方法可以用于数据降维、代谢物特征筛选和分类分析。

以上是代谢组学实验的一般步骤，具体实验步骤可能会有所不同，需要根据实验目的和样品特点进行调整。