LCMS-IT-TOF是一款新型質(zhì)譜儀，它結(jié)合了QIT（離子阱）和TOF（飛行時(shí)間）技術(shù)。QIT和TOF相結(jié)合時(shí)，的技術(shù)挑戰(zhàn)是有效引入離子至QIT內(nèi)，同時(shí)噴射捕獲離子到TOF。這里，我們介紹新開發(fā)的技術(shù)，用來解決這些問題。

源設(shè)計(jì)，來自于島津制作所的成功的單四極質(zhì)譜儀源設(shè)計(jì)，脫溶劑毛細(xì)管，減少碰撞離子聚焦的Q-Array。八極桿離子透鏡可以通過CII（壓縮離子導(dǎo)入）方法有效地從LC引進(jìn)洗脫離子。離子阱QIT通過們新的清潔技術(shù)，獲得高效的MSⁿ 能力。此外，BIE（彈道離子提取）技術(shù)，為所有MS ，MSⁿ ...模式提供高分辨率。飛行管的溫度控制確保了穩(wěn)定的離子飛行路徑長度和離子加速電壓，從而確保質(zhì)量數(shù)穩(wěn)定。雙級(jí)反射，以優(yōu)化的能量吸收和時(shí)間收斂給出了出色的分辨率

LCMS-IT-TOF旨在通過使用高速/高精確度MSn（n≥10）數(shù)據(jù)在研發(fā)領(lǐng)域，如雜質(zhì)分析、代謝輪廓和生物標(biāo)記物研究，大力協(xié)助鑒定目標(biāo)化合物的新技術(shù)。

上述數(shù)據(jù)表明四個(gè)化合物在2.0分鐘內(nèi)的分析。MSn 的自動(dòng)功能，使得它有可能獲得通過外部標(biāo)準(zhǔn)的高精確度的MSn 數(shù)據(jù)，利用高速質(zhì)譜測(cè)量性能。
 

高速正負(fù)極性切換，在不能判斷樣品是否將作為正離子或負(fù)離子檢測(cè)時(shí)，它特別有用。 LCMS-IT-TOF采用了新開發(fā)的、高度精確和穩(wěn)定的電源供應(yīng)器，以及新開發(fā)的高壓開關(guān)，允許只有1秒或更少的極性切換（需要尖銳的色譜峰與改進(jìn)的高速色譜法）。極性切換的速率為2.5赫茲，它允許獲得每秒2.5倍的正離子和負(fù)離子的質(zhì)譜對(duì)。

示例數(shù)據(jù)

LCMS-IT-TOF的離子光學(xué)系統(tǒng)，帶來一種新型的離子導(dǎo)入的方法，被稱為壓縮離子導(dǎo)入或CII，Skimmer、八極桿和個(gè)鏡頭的組合，把連續(xù)的離子流轉(zhuǎn)換為脈沖，以便引進(jìn)到離子阱中。這種方法使得它可以在引入離子阱之前控制離子的積累，使得RF在所有CII積累的離子進(jìn)入離子阱的瞬間應(yīng)用于射頻環(huán)電極。LCMS-IT-TOF采用這種不同于傳統(tǒng)離子阱的控制。CII的發(fā)展有效地將LC系統(tǒng)連接至MS，并且極大地改善了離子阱捕獲率，克服了以前的缺陷，從而提高了靈敏度。

圖1和圖2顯示A肟（ERY-AO）的UV和MS色譜，這是一個(gè)由應(yīng)變產(chǎn)生的細(xì)菌，稱為Saccaropolyspora的大環(huán)內(nèi)酯類抗生素。一些雜質(zhì)被標(biāo)示出來。圖3顯示了A肟（ERY-AO）的質(zhì)譜圖。AO的分子顯示為m/z =747.4661。獲得數(shù)據(jù)字和理論值之間的質(zhì)量差（747.4643）約為0.002。

如圖4所示的MS/MS譜圖的m/z=747。大峰的m/z=571，被視為A區(qū)AO結(jié)構(gòu)的損失，因?yàn)橘|(zhì)量差與M/Z=747是176。在m/z=396.2416被視為C區(qū)。這是高度可靠的數(shù)字，因?yàn)榕c理論的數(shù)字相比，其質(zhì)量差僅為0.003。

圖6顯示了雜質(zhì)A的質(zhì)譜圖：MS/MS譜圖表明ERY-AO具有類似的結(jié)構(gòu)。

與C區(qū)（396.2386）理論圖相比，m/Z=396.2406的質(zhì)量差為0.002。M/Z=571也進(jìn)行了檢測(cè)，它是類似于ERY-AO的MS/MS譜圖。然而，雜質(zhì)的分子量是733，雜質(zhì)A和從該損失之間的雜質(zhì)的質(zhì)量差是162。而從地區(qū)ERY-AO質(zhì)量差是14.0144。使用精確質(zhì)量計(jì)算器，這個(gè)數(shù)字被認(rèn)為是CH2（14.0156），并假設(shè)雜質(zhì)有一個(gè)結(jié)構(gòu)，從一個(gè)區(qū)的甲基A組，以一個(gè)氫取代。

 

智能自動(dòng)MSn功能

樣品一旦進(jìn)入LC / MS便不能重復(fù)采集分析；因此，至關(guān)重要的是，儀器可以自動(dòng)選擇合適的母離子。利用LCMS-IT-TOF，各種離子選擇標(biāo)準(zhǔn)都可使用，如根據(jù)離子的強(qiáng)度或m/z ，以及智能自動(dòng)母離子選擇，如單同位素峰選擇和帶電狀態(tài)的過濾。

按強(qiáng)度順序選擇母離子

中性丟失分析原則

如果的中性丟失在MS2的譜圖中觀察到，則MS3分析自動(dòng)進(jìn)行。中性丟失分析中，只有目標(biāo)離子在MS3中進(jìn)行測(cè)量，從而有效的獲得所需信息，而不浪費(fèi)時(shí)間。

由于有關(guān)目標(biāo)離子的詳細(xì)信息，可以通過使用中性丟失分析功能得到，它可以成為一個(gè)支持化合物鑒定的強(qiáng)大工具（例如，藥物研發(fā)中的二相代謝產(chǎn)物）。

中立丟失分析功能示例中性丟失分析和MS3的測(cè)量相結(jié)合，提供了準(zhǔn)確的質(zhì)量信息，可進(jìn)行高度可靠的磷脂結(jié)構(gòu)分析

設(shè)置PS（極性基團(tuán) X：） - 特定NL （87Da） ，并進(jìn)行中性丟失分析

分子式預(yù)測(cè)軟件（備選產(chǎn)品）

精確MSn 的有效性

在組成預(yù)測(cè)中，目標(biāo)成分有一個(gè)小的質(zhì)量和質(zhì)量精度，其測(cè)量值，提供數(shù)量較少的候選化合物和提高預(yù)測(cè)的可靠性。當(dāng)使用公式預(yù)測(cè)的信息豐富的MSn 數(shù)據(jù)軟件時(shí)，公式預(yù)測(cè)從子離子中最小的質(zhì)量的離子開始，并使用在母離子的候選數(shù)量減少的有效預(yù)測(cè)結(jié)果。

公式預(yù)測(cè)軟件窗口

舉個(gè)例子來說，預(yù)測(cè)離子的m/z371.1645元素組成的情況下。正確的成分是C17H26N2O5S+的H+（m/z為371.1641）。
組合預(yù)測(cè)過程如下：

這樣，使用同位素的模式，使正確的公式，以實(shí)現(xiàn)較高的排名。此外，使用MSn的數(shù)據(jù)，可減少候選化合物數(shù)量。
 

LCMS- IT -TOF采用廣泛應(yīng)用的電離ESI方法，然而APPI （大氣壓光電離）和APCI （APCI電離）方法為更多的低極性物質(zhì)的離子化提供了選擇。 APPI （大氣壓光電離源），是其中的電離樣品離子化，使用紫外線燈。 APCI（APCI電離）是在分析樣品受到電暈針放電的電離。 APPI達(dá)到良好的低到中等極性化合物的電離，而APCI是適合于中等極性的物質(zhì)。使用這些電離方法，可以預(yù)期進(jìn)一步擴(kuò)大LCMS- IT - TOF的應(yīng)用。電離方法的選擇是基于樣品性質(zhì)。

APPI-IT-TOF（LCMS-IT-TOF大氣壓光電離包：APPI+APCI）

· 支持APPI， APCI， APPI / APCI組合模式。
· APPI采用紫外線，而APCI通過與反應(yīng)離子（來自溶劑）進(jìn)行離子-分子反應(yīng)獲得離子化。
· 對(duì)于低到中等極性化合物（多環(huán)芳烴，某些真菌毒素等的分析）。
· LCMS-IT-TOF的儀器控制和數(shù)據(jù)處理軟件LCMSsolution。

LCMS-IT-TOF大氣壓力化學(xué)電離源套件

· 支持APCI電離。
· APCI通過反應(yīng)離子（來源于溶劑）進(jìn)行離子 - 分子反應(yīng)來進(jìn)行電離。
· 對(duì)于中等極性物質(zhì)的分析（類固醇，脂質(zhì)體，糖類，農(nóng)藥等）。
· LCMS-IT-TOF儀器控制和數(shù)據(jù)處理軟件LCMSsolution。

APPI和 APCI電離方法的原理及組件

大氣壓光電離（ APPI ）

這是一個(gè)新的電離方法，使用紫外線對(duì)樣品進(jìn)行電離。擅長于低極性化合物的高靈敏度電離方法。APCI加熱器和噴霧器用于蒸發(fā)樣品。（ APPI和APCI組合電離也可以使用同步的紫外線輻射和電暈放電）。

直接APPI如果分析目標(biāo)電離能量比光子的能量低，離子M +光子離子接收來自溶劑中的氫質(zhì)子，成為 [M + H] + 。

加入的化合物稱為摻雜，電離能低于分析目標(biāo)，有時(shí)可以增加靈敏度。

APCI電離（APCI）

這是一種電離方法，通過反應(yīng)離子產(chǎn)生離子 - 分子反應(yīng)而電離樣品。樣品溶液進(jìn)入加熱器（約400℃ ）后被霧化氮?dú)忪F化，形成噴霧，兩個(gè)樣品和溶劑分子被蒸發(fā)成氣態(tài)。溶劑分子通過電暈放電電離，形成穩(wěn)定的反應(yīng)離子。這些反應(yīng)離子與樣品分子（離子 - 分子反應(yīng)）之間發(fā)生質(zhì)子轉(zhuǎn)移，樣品分子添加或失去質(zhì)子成為離子。這種離子 - 分子反應(yīng)以各種各種形式出現(xiàn)，如質(zhì)子轉(zhuǎn)移反應(yīng)，親電加成反應(yīng)等，同ESI一樣 ，檢測(cè)質(zhì)子化的分子（或去質(zhì)子化分子），因此它被用于分析高脂溶性化合物和在溶液中不電離的化合物。

分析實(shí)例

MTDATA [ 4,4 '，4 “ - 三（ 3 -甲基phenylphenylamino的）三苯胺]是一種作為有機(jī)EL元素的典型材料。用APPI模式，觀測(cè)到的基峰為分子離子M + ，而在APCI電離模式，它是質(zhì)子化分子[M + H ] + 。基于每一精確質(zhì)量是有可能鑒定其為MTDATA的。使用APCI，可觀察到MTDATA的裂解碎片離子 m / z值為530.2628，607.3000和698.3422 ，用APPI僅觀察到分子離子，而且沒有發(fā)生任何斷裂。

MetID解決方案對(duì)代謝前、后樣品數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，然后對(duì)預(yù)期和非預(yù)期的代謝產(chǎn)物進(jìn)行搜索。（見性能分析解決方案代謝軟件，深度搜索功能統(tǒng)計(jì)，針對(duì)在大量數(shù)據(jù)中的變化。）代謝樣品中所產(chǎn)生的峰值（不出現(xiàn)在代謝前的樣品中）是*的可能的代謝物，并結(jié)合組合預(yù)測(cè)工具中的同位素模式比較有力地支持高度精確的代謝物鑒定。對(duì)未知的代謝物候選化合物（不是預(yù)期中的代謝途徑物質(zhì)），多變量統(tǒng)計(jì)分析結(jié)合MSn 譜圖，有效地篩選候選化合物和確定的代謝產(chǎn)物。這種技術(shù)不僅可以應(yīng)用到代謝產(chǎn)物分析中，而且可以用于類似的化合物中污染物的識(shí)別和天然物質(zhì)化學(xué)的檢測(cè)和鑒定。

· 操作簡便
· 比較前和后的代謝樣品
· 通過多變量分析進(jìn)行候選代謝檢測(cè)
· 同步組成預(yù)測(cè)工具
· 支持Lhasa Meteor

樣品代謝前和代謝后比較

MetID解決方案可以用來比較代謝前、后的樣品，以檢查所形成的代謝產(chǎn)物的類型。以下是通過氧化反應(yīng)代謝分子式為C18H11N2時(shí)獲得的數(shù)據(jù)的解釋。有圖顯示出化合物因氧化而改變。

在比較m/z為289.0739代謝前和代謝后的樣品的質(zhì)譜圖后，揭示了只在代謝后的樣品中觀察到的峰。因此，該物質(zhì)被判定為代謝產(chǎn)物。通過比較峰值，代謝產(chǎn)物質(zhì)量數(shù)附近的任何物質(zhì)，都可作為代謝產(chǎn)物進(jìn)行檢測(cè)。然而，高分辨率，高精確度的島津LCMS-IT-TOF，因?yàn)槭鞘褂镁_的質(zhì)量寬度（XIC：提取離子色譜圖）繪制的圖譜之間進(jìn)行的比較，所以具有很高的可靠性評(píng)估。

m/z289.739質(zhì)譜圖

代謝途徑往往遵循典型模式，如氧化反應(yīng)等，則使用MetID解決方案，可以判斷衍生出的代謝物的存在。然而，由于不太典型的代謝途徑也存在，因此在整個(gè)測(cè)量質(zhì)量范圍比較質(zhì)量色譜圖，同時(shí)對(duì)各自的樣品之間的差異也會(huì)進(jìn)行評(píng)估。由于組分預(yù)測(cè)被應(yīng)用到這些差異，可以判斷他們是否可以從母體化合物進(jìn)行代謝。這些結(jié)果顯示在如下所示的窗口中。

多變量分析檢測(cè)候選代謝物

母離子分析

由于（n（2））母體化合物和代謝產(chǎn)物的MSn譜圖之間經(jīng)常有一些相關(guān)性，因此采用統(tǒng)計(jì)分析（PLS方法之間的相關(guān)性類型：偏最小二乘法）的方法，對(duì)MSn譜圖之間的相關(guān)性和每個(gè)母離子進(jìn)行分析。

基本上，如果母體化合物進(jìn)行代謝，那么很有可能代謝物的一部分將繼續(xù)保持與母體化合物一致的結(jié)構(gòu)。因此，利用其能夠在代謝物MSn譜圖中找到母體化合物和產(chǎn)物離子及中性丟失之間共同點(diǎn)的功能，高度相關(guān)性的母離子會(huì)作為候選代謝物自動(dòng)提取出來。

分析結(jié)果顯示在下面所示的窗口。在左上角繪制每個(gè)母離子和母體化合物的離子之間的相關(guān)性。高相關(guān)性的前體離子沿X軸分布在該區(qū)域，大于0。另外，這些前體離子列表顯示在窗口底部。

母離子分析窗口

MetID解決方案可以自動(dòng)生成獲取MS/MS譜圖的方法。保留時(shí)間，質(zhì)譜，MS和MS/MS譜精確質(zhì)量信息可通過單一的分析獲取，除了使用比以前更少的分析來確定預(yù)期的代謝產(chǎn)物外，它能夠可靠和有效的檢測(cè)和預(yù)測(cè)未知的代謝產(chǎn)物。

預(yù)測(cè)候選代謝物的元素組成

即使是未知的代謝物，也可以通過組分預(yù)測(cè)工具從候選代謝物的分子式和母藥之間的差異中得到代謝的線索。利用精確質(zhì)量數(shù)可以自動(dòng)預(yù)測(cè)未知代謝物的組成。高精確度的預(yù)測(cè)，通過比較質(zhì)譜圖的同位素模式是有可能實(shí)現(xiàn)的。
 

通過代謝組學(xué)的方法分析從龐大樣品量或化合物中獲取的復(fù)雜數(shù)據(jù)文件的差異性，從而闡明代謝途徑和控制機(jī)制，為包括藥品，食品和環(huán)境在內(nèi)的學(xué)術(shù)研究和應(yīng)用領(lǐng)域提供了功能強(qiáng)大的工具。自動(dòng)檢測(cè)并列出大量數(shù)據(jù)的峰值，是代謝和差異分析中最重要的一步。

輪廓解決方案軟件自動(dòng)按保留時(shí)間將由LCMS-IT-TOF質(zhì)譜儀獲得的高準(zhǔn)確性數(shù)據(jù)排列，并生成可以用于商業(yè)多變量分析軟件的列表（矩陣）。這大大減少峰值獲取和列表創(chuàng)建的工作量，由于大量的數(shù)據(jù)點(diǎn)和樣品組分，這個(gè)過程可能需要一段相當(dāng)長的時(shí)間。

注1）配置解決方案軟件不提供多變量的分析功能。
注2）推薦使用MetID解決方案比較代謝前與代謝后的樣品，以幫助搜索可預(yù)測(cè)的和未知的代謝產(chǎn)物。

特點(diǎn)

1、從大量的數(shù)據(jù)文件自動(dòng)提取和顯示峰值。對(duì)齊色譜峰提供更準(zhǔn)確的峰值評(píng)估。
2、同時(shí)顯示多個(gè)色譜。
3、支持集中的QA/QC樣品。過濾表中顯示的峰值信息。

代謝組學(xué)分析實(shí)例：綠茶葉的質(zhì)量評(píng)估。

從大量的數(shù)據(jù)文件自動(dòng)提取和顯示峰簡單地拖放多個(gè)數(shù)據(jù)文件，然后按一下[執(zhí)行]按鈕執(zhí)行峰值獲取，并列出每個(gè)峰的m/z值、保留時(shí)間和信號(hào)強(qiáng)度。此表可作為多變量分析數(shù)據(jù)，通過商業(yè)統(tǒng)計(jì)計(jì)算軟件，如由Umetrics開發(fā)的SIMCA-P來進(jìn)行分析。

色譜自動(dòng)校正（調(diào)整）保留時(shí)間的細(xì)微變化，允許更精確的峰值評(píng)價(jià)，即使每次運(yùn)行中存在波動(dòng)。

同時(shí)顯示多個(gè)色譜圖

可以顯示所有數(shù)據(jù)的色譜和質(zhì)譜圖。提供運(yùn)行（分組，積分，邏輯運(yùn)算）和信號(hào)強(qiáng)度的過濾功能可對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較和查看。

支持合并的QA/QC樣品

支持合并的QA/QC 樣品，其中包括混合小批量的目標(biāo)樣品所作的分析控制，有助于有效地發(fā)現(xiàn)峰值的差異。歸一化處理峰面積值（數(shù)值顯示或相對(duì)強(qiáng)度顯示），操作和過濾增強(qiáng)和可視化面積的差值，可追蹤相對(duì)量的變化。
 

蛋白質(zhì)分析軟件 (選件)

LCMS-IT-TOF自動(dòng)化功能的優(yōu)勢(shì)，可以得到最充分的開發(fā)利用。使用蛋白的方法創(chuàng)建一個(gè)峰值列表，并設(shè)置數(shù)據(jù)庫的搜索參數(shù)，允許所有操作從分析到蛋白質(zhì)鑒定的自動(dòng)化。鑒定結(jié)果可以直接通過蛋白質(zhì)分析軟件瀏覽，數(shù)據(jù)管理既簡便又確定。方法重建也可以進(jìn)行參數(shù)修改。

NanoESI 接口 (選件)

nano Electrospray NES-100

獲取更高靈敏度的高精度LCMS-IT-TOF數(shù)據(jù)！納升噴霧提供高電離效率并減少損失。使用NanoESI（納米電噴霧）接口允許超低樣品量進(jìn)行較高靈敏度的分析。拆裝也很容易，與標(biāo)準(zhǔn)的ESI接口相比，并不需要更多的工作。

分析示例: 酶切的BSA (50 fmol)

當(dāng)用高效液相色譜法分離一種蛋白質(zhì)酶切產(chǎn)物時(shí)，可以觀察幾十到數(shù)百個(gè)峰值。因此，多個(gè)肽在幾秒鐘之內(nèi)洗脫并不罕見。在這種情況下，高速且智能自動(dòng)的MSn分析提供了更高的覆蓋率。此外，MS高精度質(zhì)譜圖有助于進(jìn)一步改善蛋白質(zhì)分析的可靠性。蛋白質(zhì)分析軟件窗口如下圖所示?？梢酝瑫r(shí)觀看到每個(gè)數(shù)據(jù)文件的MS數(shù)據(jù)以及Mascot的搜索結(jié)果。

Mascot的搜索結(jié)果顯示出BSA獲得1180的得分。此外，所有搜索結(jié)果在4ppm的質(zhì)量誤差范圍內(nèi)的肽都被對(duì)應(yīng)（外標(biāo)法）。這即是當(dāng)使用高精度LCMS-IT–TOF可能獲得一個(gè)高質(zhì)量的分析實(shí)例。
 

島津大力支持代謝組學(xué)的研究。提供分析各種生物樣品的高分離性能的分離工具，在線精確質(zhì)量測(cè)定工具，以及有效地從大量采集數(shù)據(jù)中提取所需信息的工具。這些儀器設(shè)備，都旨在充分利用技術(shù)優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)高精度和高速處理。

[1] 什么是代謝組學(xué)?

代謝組學(xué)是系統(tǒng)生物學(xué)的重要組成部分，其中包括低分子量的化合物，如有機(jī)酸和氨基酸代謝產(chǎn)物（代謝組學(xué)研究）分析。因此，基因組學(xué)重點(diǎn)研究DNA，轉(zhuǎn)錄組學(xué)研究的重點(diǎn)是mRNA以及蛋白質(zhì)組學(xué)研究的重點(diǎn)是蛋白質(zhì)，而代謝組學(xué)重點(diǎn)研究整體代謝產(chǎn)物。

DNA和蛋白質(zhì)受食品、藥品、運(yùn)動(dòng)和各種壓力等環(huán)境因素的影響。其相互作用的結(jié)果反映在留下的代謝產(chǎn)物中，因此可以說，代謝組學(xué)承擔(dān)著測(cè)量體內(nèi)基因和蛋白質(zhì)的活動(dòng)，以及環(huán)境影響的總和。由于代謝組學(xué)可用于獲得有關(guān)生物功能的有價(jià)值的信息，其應(yīng)用已經(jīng)延伸到廣泛的研究領(lǐng)域，從生物標(biāo)記物的發(fā)現(xiàn)項(xiàng)目（藥物代謝動(dòng)力學(xué)，藥物的安全性，藥物毒性等）來診斷疾病、生活習(xí)慣和健康。

[2] 代謝組學(xué)分析流程

可大致分為以下幾步:
第1步項(xiàng)目構(gòu)想第2步實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)
步驟3差異代謝產(chǎn)物的發(fā)現(xiàn)
步驟4差異代謝產(chǎn)物的鑒定
步驟5假說，驗(yàn)證，結(jié)論

[第1步 項(xiàng)目構(gòu)想 ]

要啟動(dòng)一個(gè)項(xiàng)目，必須有一些要解決的問題，如藥物、食物或環(huán)境相關(guān)的問題，（例如，“這種藥物為什么是毒性的，或?yàn)槭裁催@種食物具有降壓功效” ），或與疾病相關(guān)的問題，或基因組學(xué)/蛋白質(zhì)組學(xué)相關(guān)的問題（例如，“該基因或蛋白質(zhì)的功能是什么” ） 。這個(gè)問題就成為該項(xiàng)目的構(gòu)想。

[第2步 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)]

代謝可以有各種方法，所以重要的是分析項(xiàng)目時(shí)，要進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，以便得到有意義的結(jié)果。例如，應(yīng)該培養(yǎng)細(xì)胞，用于臨床前樣品，或應(yīng)該使用動(dòng)物疾病模型，而對(duì)于臨床樣品，應(yīng)該使用一個(gè)健康人的樣品（I期）或疾病樣品（II期和之后），并且樣品本身應(yīng)包括組織和細(xì)胞或生物體液，如血漿，血清或尿液。此外，決定那些考慮系統(tǒng)的生物變異樣品的數(shù)量是有必要的。

[第3步 差異代謝產(chǎn)物的發(fā)現(xiàn)]

發(fā)現(xiàn)差異代謝物的方法大致可分為兩類。
（1）非目標(biāo)代謝組學(xué)
這是指在所有化合物中搜索差異代謝物，并強(qiáng)調(diào)深入的搜索技術(shù)，這是一個(gè)強(qiáng)大的方法。它涉及到相對(duì)定量分析。
（2）目標(biāo)代謝組學(xué)
在這種方法中，已知代謝產(chǎn)物進(jìn)行選擇性分析。對(duì)相對(duì)定量分析加以考慮，多個(gè)樣品濃度輪廓分析是可行的。

代謝組學(xué)涉及到不同的技術(shù)相關(guān)的方法，包括利用色譜 - 質(zhì)譜和核磁共振等。當(dāng)使用色譜 - 質(zhì)譜方法時(shí)，測(cè)量數(shù)據(jù)的不斷進(jìn)步首先表現(xiàn)在保留時(shí)間和質(zhì)量分析上。如果保留時(shí)間校準(zhǔn)和調(diào)整是必要的，則要使用相同的樣品進(jìn)行反復(fù)測(cè)量樣品。比如說尋找用藥物產(chǎn)生的差異代謝產(chǎn)物，將必然涉及大量數(shù)據(jù)的產(chǎn)生。這是由于用藥后，在一定的時(shí)間間隔采樣而產(chǎn)生了多個(gè)數(shù)據(jù)，以及生物變異和母體變異的可能性。因?yàn)閺娜绱硕嗟姆治龅臉悠分猩删薮髷?shù)量的數(shù)據(jù)，所以分析軟件變得幾乎*。因此，代謝產(chǎn)物的發(fā)現(xiàn)通常使用專門的應(yīng)用軟件，以加工處理獲得的數(shù)據(jù)，如校正保留時(shí)間和質(zhì)量，調(diào)整和歸一化操作，以及進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析和數(shù)據(jù)挖掘等操作。

[第4步 差異代謝產(chǎn)物的鑒定]

反復(fù)核對(duì)注冊(cè)在數(shù)據(jù)庫中的化合物，以確定在第3步中發(fā)現(xiàn)的代謝產(chǎn)物，通過化合物信息分析確定其結(jié)構(gòu)。國內(nèi)和國際各種數(shù)據(jù)庫都在發(fā)展，其中包含MS / MS和其他參考譜圖，以及代謝途徑相關(guān)的化合物。因?yàn)樵谕ㄟ^參照數(shù)據(jù)庫和差異代謝產(chǎn)物信息的基礎(chǔ)上進(jìn)行的結(jié)構(gòu)鑒定之前還需要一些時(shí)間，將根據(jù)從MS和NMR等分析儀器獲得差異代謝物的信息來進(jìn)行結(jié)構(gòu)鑒定。

[ 5步假設(shè)，驗(yàn)證，結(jié)論]

更差異代謝產(chǎn)物被發(fā)現(xiàn)和鑒定后，重新審視項(xiàng)目的構(gòu)想，建構(gòu)并驗(yàn)證一個(gè)假設(shè)，并得出一個(gè)結(jié)論。建構(gòu)一個(gè)有意義的假說和獲取結(jié)論需要重復(fù)性的數(shù)據(jù)，從復(fù)雜樣品中分離出每個(gè)代謝產(chǎn)物（通常情況下，質(zhì)量分辨率和色譜分離度的組合）的手段，用于ID驗(yàn)證的豐富數(shù)據(jù)（質(zhì)量準(zhǔn)確度和MSn信息），可以從大量數(shù)據(jù)中提取完成研究目標(biāo)信息的軟件。

[3]島津代謝組學(xué)解決方案

色譜和質(zhì)譜的結(jié)合，被廣泛用于代謝組學(xué)，因?yàn)檫@種技術(shù)可達(dá)到化合物的高度分辨。

發(fā)現(xiàn)差異代謝物，最重要的信息是保留時(shí)間。優(yōu)異的保留時(shí)間重現(xiàn)性是至關(guān)重要的，島津的Prominence HPLC系列獲得高度評(píng)價(jià)，其優(yōu)異的性能*適合代謝組學(xué)的研究。島津的LCMS-IT-TOF，以高速測(cè)量獲得MSn  精確質(zhì)量的功能，結(jié)合Prominence高效液相色譜，可以提供準(zhǔn)確的信息，以滿足這些目標(biāo)所需。

為了從這些儀器獲得的大量數(shù)據(jù)中有效地提取所需信息來完成研究項(xiàng)目，此系統(tǒng)需與輪廓解決方案代謝組學(xué)軟件組合。該軟件由在代謝組學(xué)和生物信息學(xué)具有廣泛認(rèn)可和專業(yè)知識(shí)經(jīng)驗(yàn)的PhenomenomeDiscoveries有限公司（加拿大）開發(fā)，以島津整體代謝組學(xué)解決方案的形式提供給客戶。

當(dāng)利用LCMS-IT-TOF的0.1秒高速質(zhì)譜采集并且與HPLC在線聯(lián)機(jī)進(jìn)行分析時(shí)，僅需一次分析，就能夠獲取MS譜，MS/MS和MS/MS/MS的譜圖。LCMS-IT-TOF組成預(yù)測(cè)程序（正在申請(qǐng)）有效的縮減了備選代謝物，不止使用同位素方法和還參考了MSN譜精確確的質(zhì)譜信息。這就是該系統(tǒng)對(duì)于解決代謝最艱巨的任務(wù)，識(shí)別發(fā)現(xiàn)的代謝物并有力支持應(yīng)用代謝學(xué)的項(xiàng)目的成功（如尋找生物標(biāo)志物）的巨大作用。

化合物優(yōu)化處于藥物研發(fā)的深度研究階段，在化合物優(yōu)化的過程中，需要高通量代謝物的分析。為此，我們提供了一個(gè)包括代謝物結(jié)構(gòu)分析軟件MetID Solution的系統(tǒng)可以有效的發(fā)現(xiàn)并識(shí)別預(yù)期的或未知的代謝產(chǎn)物。

通過比較代謝前、后的XIC （精確質(zhì)量）色譜，并對(duì)母藥和代謝物的MSn 譜使用多變量分析這個(gè)系統(tǒng)可以讓哪些即使不熟悉代謝研究分析人員都能自動(dòng)提取候選代謝物，從而有效提高實(shí)驗(yàn)室整體效能。

另一方面，關(guān)于發(fā)現(xiàn)代謝物的鑒定，值得注意的是目前正在重新關(guān)注于GCMS，因?yàn)檫@是一種可以輕松地分析小分子化合物（如氨基酸，有機(jī)酸和脂肪酸）的具有高靈敏度和高分辨率的方法。

島津提供GCMS系統(tǒng)，包括為分析和鑒定某些特定的氨基酸，有機(jī)酸和脂肪酸的GCMS-QP2010Plus，具有自動(dòng)保留時(shí)間校正的GCMSsolution軟件（版本2.5和更高版本），以及GCMS代謝物數(shù)據(jù)庫。使用具有保留指數(shù)的代謝物數(shù)據(jù)庫，候選化合物范圍可以大大縮小，從而獲得高度可靠的鑒定。

配備了離子阱的LCMS-IT-TOF與高效液相色譜在線配置能獲得精確的n級(jí)質(zhì)譜檢測(cè)。

通過輪廓解決方案代謝組學(xué)軟件對(duì)目標(biāo)候選化合物的高效搜索，大大提高了研究的效率。

代謝物結(jié)構(gòu)分析軟件MetID的解決方案對(duì)代謝前、后數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，搜索預(yù)期和未知的代謝產(chǎn)物。

 

下面介紹的示例是關(guān)于綠茶葉輪廓分析的方法，分析決定綠茶質(zhì)量的成分。

1. 前處理與分析

分析樣品來自綠茶博覽會(huì)中排名靠前的九種高級(jí)綠茶葉，使用 Prominence UFLC/LCMS-IT-TOF 進(jìn)行分析。

2. 峰提取與列表創(chuàng)建——通過Profiling Solution軟件提取峰

分別從MS1的分析中提取峰和使用峰信號(hào)強(qiáng)度值創(chuàng)建峰列表。峰保留時(shí)間排序，同位素峰消除， p值過被應(yīng)用到3798個(gè)檢測(cè)到的峰值中，從中提取出479個(gè)顯著峰值。然后把數(shù)據(jù)輸出到商業(yè)的多變量分析軟件中（ SIMCA-P， Umetrics開發(fā) ） 。

3. 多變量分析

PCR技術(shù)得分和PCR量值圖生成。茶博會(huì)上排名靠前的綠茶葉和排名靠后的茶葉被劃分到左邊和右邊的PCR分值圖上，這樣，主成分軸指示出級(jí)別的差異性。

主要成分軸（ PC1）的PCR量值圖（顯示每個(gè)成分對(duì)茶葉品質(zhì)​​的貢獻(xiàn)率），顯示了大量高級(jí)茶葉所含的成分呈現(xiàn)正值。

4.未知化合物的分子式預(yù)測(cè)

選擇一個(gè)典型對(duì)茶葉品質(zhì)有貢獻(xiàn)的候選未知化合物峰X，并預(yù)測(cè)其分子式。從MS3的分析中獲得的準(zhǔn)確質(zhì)量的信息用于預(yù)測(cè)分子式。分子式預(yù)測(cè)軟件（Formula Predictor）顯示峰X為C14H16O10。

5.候選未知化合物的預(yù)測(cè)

在互聯(lián)網(wǎng)上發(fā)布的數(shù)據(jù)庫中搜索一個(gè)分子式為C14H16O10顯示，該化合物可能是名為茶沒食子素（theogallin）的多酚。歸于基于茶沒食子素結(jié)構(gòu)的質(zhì)譜圖表明峰值X是茶沒食子素。