[發明專利]利用LC-MS/MS高效定性定量分析植物代謝修飾組的方法

在審

• 申請號: 202110607759.6
• 申請日: 2021-06-01
• 公開（公告）號: CN113325107A
• 公開（公告）日: 2021-08-31
• 發明（設計）人: 羅杰;王守創;楊君;劉賢青;陳日東
• 申請（專利權）人: 海南大學
• 主分類號: G01N30/02
• 分類號: G01N30/02;G01N30/06;G01N30/72;G01N27/62
• 代理公司: 成都方圓聿聯專利代理事務所(普通合伙) 51241
• 代理人: 李鵬

本發明提供一種利用LC?MS/MS高效定性定量分析植物代謝修飾組的方法，包括以下步驟：S1、植物代謝修飾組樣品制備；S2、儀器準備；S3、6500neutral loss獲取碎片，匯總去重；S4、篩掉具有相同母離子、子離子碎片和RT的離子對；S5、利用定量積分方法篩選出峰強度在1000cps以上的離子對；S6、將峰強度在1000cps的離子對通過6500質譜儀的MRM?IDA?EPI模式進行檢測，最后后通過sMRM進行植物代謝修飾組的定量分析。本發明既可以檢測已知修飾基團的各種代謝物，也可以檢測各種未知修飾基團的代謝物，具有高通量、高靈敏、高分辨率和廣覆蓋的優點。

技術領域

本發明涉及植物代謝分析技術領域，具體為利用LC-MS/MS高效定性定量分析植物代謝修飾組的方法。

背景技術

植物中含有豐富的代謝物，研究顯示植物代謝產物的總數量在20-100萬之間，這也意味著植物是人類發現新代謝物的重要來源(Dixon and Strack 2003,Wurtzel andKutchan 2016)。植物代謝物的種類和結構高度多樣化，其含量和分布也差異顯著，準確檢測這些代謝物面臨很大的挑戰。植物代謝物種類的多樣性主要是由于不同基團的修飾引起的，例如糖基化、甲基化、?；?、羥基化、磷酸化、磺酸化和異戊烯基化等。除了上述已知的修飾類型外，還存在很多未知的代謝修飾類型和修飾物，種類繁多的代謝修飾物構成了植物代謝修飾組

隨著研究技術的不斷發展，代謝組學作為一門新興學科已經取得了長足的發展，極大的促進了植物代謝組的檢測。非靶向代謝組學(untargeted metabolomics)可以在不預先了解生物樣品成分的前提下，獲取樣品的綜合代謝譜。但是該方法靈敏度比較低，同時其檢測器極易達到飽和，有限的線性范圍對于不同數量級濃度的代謝物的定量分析具有很大的挑戰(Chen et al 2013a)。靶向代謝組學(targeted metabolomics)是利用質譜技術研究代謝物的黃金手段，具有較好的重復性和廣泛的線性度；但只能研究已知結構的代謝物，不適合應用于多組學研究(Luo et al 2016)。近期新發展的廣泛靶向代謝組學可以廣覆蓋的檢測多種植物代謝物并實現高通量的定量分析(Chen et al 2013b)，但因為低分辨率的質譜信息導致代謝物結構解析存在巨大挑戰。目前的代謝組學研究方法均無法系統全面的檢測已知和未知類型的代謝修飾物，不能實現植物代謝修飾組的檢測。

現有技術，基于非靶向代謝組學的代謝修飾物的檢測，該方法通過總結前人已經發表的修飾類型和修飾物，只能檢測少量已知的修飾類型。例如糖基化的代謝物，可以檢測該物質可能含有糖基化，但解析物質非常困難。

該技術僅可以檢測含有已知修飾基團的物質，不能發現新的修飾基團類型。所檢測到的物質多為未知物質，難以解析其結構。非靶向代謝組學本身具有靈敏度低，重復性差的缺陷。

另外還有，基于靶向代謝組的代謝修飾物的檢測，該方法通過已知物質的結構來鑒定已經存在的修飾基團，僅可以檢測已知代謝物。

該方法通過已知代謝物鑒定部分修飾基團，不能夠用于未知代謝物的檢測，這極大的限制了新物質的發現。另外，該方法通過鑒定已知物質結構的上修飾基團，這類修飾基團基本上屬于已知的修飾類型，無法探索新的修飾基團和類型。

綜上所述，現有技術存在以下兩個問題：

1、目前可以通過已有研究總結出部分代謝物的修飾基團，利用靶向代謝組和非靶向代謝組的方法檢測直接檢測含有該修飾基團的代謝物，所研究的修飾物都是已知的修飾類型，對于未知的修飾類型無法進行檢測。

2、目前只能零散的研究已經報道的基團修飾，都停留在代謝物的檢測水平，不能進入組學層面，目前尚無大規模系統檢測植物代謝修飾組的技術方法。

發明內容