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科研服务

RESEARCH SERVICES
科研服务
GC-MS非靶代谢
GC-MS非靶标代谢组学产品简介

通过气质联用(Gas Chromatography-Mass Spectrometry, GC-MS)方法检测生物体受外界刺激前后体内大多数小分子代谢物的动态变化重点寻找在实验组和对照组中有显著变化的代谢物,进而研究这些代谢物与生理病理变化的相关关系,其研究对象大都是分子量1500Da以内的小分子物质。

技术优势技术优势

技术成熟稳定、分辨率高、选择性好
具有相对完善的数据库
适合于复杂基质的分析,一次分析提供全面的信息
全自动峰识别、解卷积、样品比较、质量控制
定性更准(结合保留时间指数辅助定性

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GC-MS非靶标代谢组学技术路线技术路线

技术路线

GC-MS非靶标代谢组学技术参数

▶ 样本要求
血清、血浆:200 μL/sample
尿液:1 mL/sample
组织:200 mg/sample
粪便、肠道内容物:200 mg/sample
细胞 、微生物:1X107cells/sample
培养液:200 μL/sample

▶ 生物学重复
样本数量:植物和微生物n≥6,动物样本n≥10,临床样本n≥30
所有重复样本独立分析其他种类的样品在收集之前请联系公司销售工程师

▶ 检测平台
GC-TOF-MS Pegasus HT, Leco

▶ 常规项目周期
30个自然日,含基础数据分析(从收到客户预付款并收到样品之日起)

应用方向应用方向
  • icon1
    表型和生理功能研究
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    中医理论研究
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    疾病病理研究
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    食品科学与营养学研究
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    临床诊断及治疗
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    畜牧与农林业研究
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    药物研究
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    环境毒理研究

医学方向案例分析医学方向—案例分析

▶ 缺氧通过改变肠道微生物群诱导骨髓间充质干细胞衰老

研究对象:                骨髓间充质干细胞

期刊:                       Nat Commun

影响因子:                12.353

时间:                       2018年

▶ 研究背景                  
全身性慢性缺氧是一种与全身供氧供应不足相关的病理状态。骨髓间充质干细胞主要位于骨髓(BM)的血管周围区。氧是骨髓生态位的关键组成部分,骨髓中的缺氧环境通常被认为是维持干细胞正常生理功能和自我更新所必需的。然而,全身缺氧患者的BM缺氧状态可能加重。同时,微生物群和紧邻肠道腔的高血管化的肠道黏膜都对慢性缺氧敏感。慢性深度缺氧可改变肠道微生物群的多样性,导致肠道微生物群衍生代谢物的积累,这可能会显著影响宿主的稳态。本研究以CCHD患者作为全身性慢性缺氧的人类疾病模型,研究BM与肠道之间的关系。

▶ 研究结果
来自CCHD患者的骨髓间充质干细胞容易过早衰老,这可能是由于肠道生态失调和肠道微生物群来源的d-半乳糖的积累。补充乳酸菌可恢复具有防御性的骨髓间充质干细胞。我们的研究结果表明,口服补充乳酸菌可能会提高自体BMSC基再生治疗的效率,并为改善CCHD患者的干细胞治疗开辟了可能性。

▶ 研究思路

研究思路-医

▶ 结果展示
采用了基于气相色谱飞行时间质谱(GC-TOF/MS)的代谢组学方法来研究骨髓中代谢物的改变。在总离子电流分布中,鉴定出543个有效峰(图A)。偏最小二乘判别分析(PLS-DA)和正交偏最小二乘判别分析(OPLS-DA)显示了两组之间的聚类显著分离(图B,C,D)。

GC-MS非靶标代谢组学(图17)

骨髓间充质干细胞的GC-MS非靶代谢组学分析

共有49个差异显著代谢物,主要由碳水化合物、氨基酸、核苷酸及其中间代谢物组成。代谢组图显示,不同的代谢物在糖酵解、糖异生、三羧酸循环和半乳糖代谢途径中富集。这些途径参与糖代谢和氨基酸代谢,这分别是能量生产和蛋白质合成所必需的。(x轴表示途径的影响,y轴表示途径的富集;较大的尺寸和较深的颜色分别代表增加的路径富集和较高的路径影响值)

结果展示

49种差异显著代谢物的途径分析

▶ 参考文献
Junyue Xing,Yongquan Ying, et al.Hypoxia induces senescence of bone marrow mesenchymal stem cells via altered gut microbiota[J].Nat Commun ,2018, 9(1).

农学方向案例分析农学方向—案例分析

▶ 多组学研究表明,瘤胃微生物组及其代谢组与宿主代谢组共同作用于奶牛的个性化生产

研究对象:                  奶牛

期刊:                        Microbiome

影响因子:                 10.465

时间:                        2020年

▶ 研究背景
据报道当一个种群在相同的营养和管理条件下饲养时,一些奶牛可以产生大量含有高蛋白质的牛奶(定义为牛奶蛋白产量[MPY]),这是一种潜在的新特性,可用于提高高质量的牛奶产量。目前尚不清楚瘤胃微生物群及其代谢物以及宿主代谢在多大程度上参与了MPY。本研究通过对瘤胃宏基因组学、代谢组学以及血清代谢组学的分析,确定了MPY在瘤胃微生物组和宿主水平上的潜在调控机制。

▶ 研究结果
宏基因组学分析显示,高MPY奶牛瘤胃中有几种普雷沃氏菌显著丰富,有助于改善与支链氨基酸生物合成相关的功能。代谢组学分析结果显示,高MPY奶牛瘤胃微生物代谢物(主要是氨基酸、羧酸和脂肪酸)的相对浓度和挥发性脂肪酸的绝对浓度均较高。通过将瘤胃微生物群与瘤胃代谢组关联,我们发现特定微生物类群(主要是普雷沃菌)与瘤胃微生物代谢产物呈正相关。为了检测瘤胃微生物群与宿主代谢之间的相互作用,我们将瘤胃微生物群与宿主血清代谢组关联起来分析,估计了不同组学结果对MPY变异的贡献,发现瘤胃微生物组成、功能、代谢物和血清代谢物对宿主MPY的贡献分别为17.81%、21.56%、29.76%和26.78%。

▶ 研究思路

研究思路

▶ 结果展示
在瘤胃代谢组中共鉴定出263种化合物。经检验和瘤胃代谢物相对浓度投影重要性(VIP)过滤后,两组间25种代谢物差异显著,在HH奶牛瘤胃均显著升高(P<0.05,vip>1)。基于这25种显著不同的瘤胃代谢物的代谢途径分析(MetPA)显示,有10条途径富集,其中“维生素B6代谢”、“甘油脂代谢”和“丙氨酸代谢”是显著不同的途径。瘤胃代谢组也用于表型(MPY)关联分析,检测到126个与MPY相关的代谢型(与MPY显著相关的代谢物)。

结果展示

图1.HH奶牛和LL奶牛的瘤胃代谢组分析

对于血清代谢组,我们分析了在我们之前的研究[6]中鉴定的176种化合物。对比分析显示,HH奶牛血清中19种代谢物相对浓度显著高于LL奶牛血清中12种代谢物相对浓度显著高于(P<0.05,vip>1;图7a)。这31个显著不同浓度的代谢物进行MetPA分析,显示富集12个途径(图2b),其中“甘氨酸、丝氨酸和苏氨酸代谢”、“烟酸和烟酰胺代谢”、“鞘脂代谢”、“氨基酰基trna生物合成”和“缬氨酸、亮氨酸和异亮氨酸降解”是显著不同的途径(FDR<0.01,途径影响>0.1)。

结果展示

图2.HH奶牛和LL奶牛的血清代谢组分析

▶ 参考文献  
Xue Ming-Yuan,Sun Hui-Zeng,Wu Xue-Hui ,et al. Multi-omics reveals that the rumen microbiome and its  metabolome together with the hostmetabolome contribute to individualized dairy cow performance[J]. Microbi-ome, 2020, 8: 64.

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