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毛细管加压毛细管电色谱—质谱联用平台搭建和运用与细胞代谢组学如何

收藏本文 2024-03-25 点赞:11765 浏览:39177 作者:网友投稿原创标记本站原创

摘要:随着后基因时代的到来,代谢组学、蛋白组学、脂质组学等系统生物学探讨已成为国际瞩目的探讨热点,样品量的减少和样品复杂程度的增加,使得浅析科学家们越来越重视浅析技术的微型化及分离效率与灵敏度。加压毛细管电色谱(pCEC)作为一种新兴的微流浅析技术,具有电压和压力双重分离机理,以及高柱效、高选择性、高分辨率、快速分离等特点,在浅析复杂生物样品中独具优势。质谱(MS)是一种被广泛用于物质结构浅析与鉴定的通用型检测器,具有高灵敏度、高准确性等特点。电喷雾(ESI)接口等软电离技术解决了质谱与其他分离技术的在线联用,通过这种方式得到的集成系统具有高分辨力、高灵敏度,同时还能提供物质分子量和结构信息。本课题将pCEC与MS在线联用,扩大pCEC的运用领域,为增加仪器产品的实用性和适用性提供有力的技术支持。探讨中还提出了一种同时提取细胞极性与非极性代谢产物的策略,并采取液相色谱与质谱联用技术开展了细胞代谢组学探讨。本论文共分为五章,主要内容包括:第一章介绍了选题的背景和作用,对加压毛细管电色谱、肺癌、代谢组学分别进行了综述。重点阐述了代谢组学探讨在疾病分型和标志物探讨,尤其是对肺癌早期筛查的重要作用。第二章对pCEC-MS的接口进行设计并对其性能进了系统考察。比较了不同接口方式对分离和检测的影响,并首次实现了采取无补流型接口实现pCEC与MS联用。考察了流速、流动相中盐离子、毛细管两端电压对样品分离浅析的影响,同时对联用系统的检测限和重现性进行考察。实验证明,所搭建的pCEC-MS联用系统操作简便,信号稳定,灵敏度高,样品检测限达ng/mL级。第三章运用自行搭建的pCEC-MS系统进行代谢组学浅析。采取柱上富集技术,有效提升了样品的信号响应强度。同时,对pCEC流动相中有机相组成、酸改性剂浓度、操作电压、洗脱梯度进行优化,并对所建立的pCEC-MS对尿的浅析策略进行验证。将肺癌病人与正常人尿样分别进样浅析,采取PCA和OPLS-DA模型对其进行统计浅析,得到候选差别物49个。与正常人对照组相比,肺癌病人在肉毒碱、尿酸和氨基酸代谢通路上发生不同程度的紊乱。第四章探讨了基于高效液相色谱(Hplc)和质谱联用技术的肺癌细胞代谢组学浅析。提出了一种同时提取细胞极性与非极性代谢产物的策略,并采取HPLC-MS技术对7种人肺癌细胞和人正常胚肺成纤维细胞进行浅析,通过多元统计浅析手段获得和鉴定出10种极性代谢差别物与21种非极性代谢差别物。与正常细胞相比,肺癌细胞在蛋白质代谢、脂肪酸代谢、磷脂代谢发生不同程度的紊乱。第五章对全文进行总结与展望。所搭建的pCEC-MS联用平台能很好的完成对复杂生物样品系统的分离浅析,适合于代谢组学的探讨。探讨中所建立的细胞代谢组学探讨策略能与传统代谢组学探讨相互佐证与补充,为探讨癌症疾病机制,筛查或治疗提供了一种新的有效平台。关键词:加压毛细管电色谱论文质谱论文肺癌论文细胞论文代谢组学论文

    摘要4-7

    ABSTRACT7-16

    第一章 绪论16-31

    1.1 加压毛细管电色谱概述16-26

    1.1.1 分离原理16-17

    1.1.2 仪器构造17-19

    1.1.3 检测与联用技术19-23

    1.1.4 pCEC 运用23-26

    1.2 肺癌概述26-28

    1.2.1 肺癌发病相关因素26-27

    1.2.2 肺癌病理27-28

    1.2.3 肺癌的临床检查28

    1.3 代谢组学概述28-30

    1.4 本探讨的作用与探讨内容30-31

    第二章 pCEC-MS 接口设计与性能考察31-43

    2.1 引言31-32

    2.2 仪器与试剂32

    2.2.1 仪器32

    2.2.2 试剂32

    2.3 实验策略32-33

    2.3.1 标准品储备液的配制32

    2.3.2 加压毛细管电色谱条件32-33

    2.3.3 质谱条件33

    2.4 实验内容与讨论33-41

    2.4.1 接口设计33-36

    2.4.2 系统结构36-37

    2.4.3 流速的影响37-38

    2.4.4 流动相盐离子的影响38-39

    2.4.5 电压对物质保留时间的影响39-40

    2.4.6 联用系统检测限40-41

    2.4.7 联用系统重现性考察41

    2.5 小结41-43

    第三章 pCEC-MS 联用平台在肺癌代谢组学中的运用43-63

    3.1 引言43

    3.2 仪器与试剂43-45

    3.2.1 仪器43-44

    3.2.2 试剂44

    3.2.3 样本的采集44-45

    3.3 实验策略45-48

    3.3.1 尿样预处理45

    3.3.2 加压毛细管电色谱条件45-46

    3.3.3 质谱条件46

    3.3.4 数据预处理与方式识别46-47

    3.3.5 差别代谢物变量的选择47

    3.3.6 差别代谢物的鉴定47-48

    3.4 结果与讨论48-60

    3.4.1 柱上富集48-49

    3.4.2 流动相组成的优化49-50

    3.4.3 操作电压的优化50-51

    3.4.4 梯度的优化51-52

    3.4.5 策略学验证52-54

    3.4.6 肺癌病人与正常人的代谢谱比较54-55

    3.4.7 PCA 模型结果55-56

    3.4.8 OPLS-DA 模型结果56-57

    3.4.9 潜在标志物57-60

    3.5 小结60-63

    第四章 基于液相色谱-质谱联用技术的肺癌细胞代谢组学浅析63-73

    4.1 引言63-64

    4.2 仪器与试剂64

    4.2.1 仪器64

    4.2.2 试剂64

    4.2.3 细胞来源64

    4.3 实验策略64-66

    4.3.1 细胞培养64

    4.3.2 细胞提取策略64-65

    4.3.3 上层提取物色谱条件65

    4.3.4 下层提取物色谱条件65

    4.3.5 质谱条件65

    4.3.6 数据统计浅析65-66

    4.4 实验内容与讨论66-72

    4.4.1 细胞提取策略的优化66

    4.4.2 浅析条件优化66-67

    4.4.3 细胞代谢物谱图67-68

    4.4.4 PLS-DA 模型结果68-69

    4.4.5 代谢差别物69-72

    4.5 小结72-73

    第五章 探讨总结与展望73-75

    5.1 主要结论73

    5.2 探讨展望73-75

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