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质谱在疾病相关代谢物的代谢组学进展(三)

2 基于质谱的代谢物鉴定
2.1 质谱
       许多先进的分析的方法用于生物样品的复杂混合物分析,包括血清、血浆、尿液、细胞和组织等。两种最常用的方法是质谱(MS)和核磁共振(NMR)波谱。它们在代谢物鉴定和浓度测定方面提供互补。由于实验应用的是质谱分析技术,因此在这里具体介绍MS分析。MS具有高灵敏度(通常是皮克级)和数据采集速度,因此是代谢组学最常用的分析工具之一,它能检测超过一千种代谢物特征。其鉴定手段主要基于保留时间、分子量和质谱碎片与纯品的色谱图和碎片信息的比较。近些年基于MS方法的研究大幅增长,MS技术包括四级杆、三重四级杆、飞行时间(TOF)、离子阱等质谱分析仪[3]。先进的软件系统结合大量数据库更易于代谢分子的测定。由于样品成分太过复杂,在进行MS定量分析之前,通常先分离目
标代谢产物。因此目前使用质谱常与分离技术相结合,如液相色谱(LC)和气相色谱(GC)[4]。MS与色谱联合使用的分析平台的建立证明其在代谢组学中是有效的。

2.2 代谢物鉴定方法
       从MS获得光谱数据是复杂的,需要用多元统计学分析方法。目前在代谢组学中,通过定量检测体内小分子代谢分子水平以及相应的数据处理方法是主成分分析(PCA),逻辑回归和偏最小二乘判别分析(PLS-DA)等相关方法。PCA是无监督的方法,常用与数据分析的初始阶段。之后预测模型通常使用监督方法,一般常用PLS-DA建立一个基于矩阵X相对于矩阵Y的回归模型,这个模型包括了每个样本的类别信息[5]。逻辑回归广泛应用于生物医学,它有助于选择出疾病组和对照组区别地代谢物。PLS-DA模型一般采用交互验证,即先在内部使用相同数据集,再在外部使用独立数据集,这是为了避免过拟合。

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