研究代谢组学新技术：GC×GC-TOF-MS的非靶向代谢组学+GERSTEL多样化自动进样技术

哲斯泰

2022/11/14 20:23

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气相色谱法 (GC) 是当今流行的代谢组学研究工具，用以分析挥发性和半挥发性代谢物，在食品、植物、呼吸和环境暴露等代谢组学领域表现出色。与质谱仪结合的二维气相色谱 (GC×GC) 是一个理想的平台，可以完全分离数千种化合物的混合物。GC×GC分离后将纯化合物引入高速质谱仪，确保了样品中没有其他化合物的干扰，因此可以为化合物鉴定提供高质量的质谱信息。

加拿大阿尔伯塔大学的James Harynuk 博士研究GC×GC，并将其应用于各种样品类型已超过20年。他的实验室配备了多种GC×GC和GC×GC-MS仪器。借助GERSTEL的样品制备和进样系统，他们们能够处理各种样品类型。自动进样选项包括简单的液体进样、固相微萃取 (SPME)、常用于空气采样的吸附剂管的热解吸，以及静态和动态顶空分析。

热解吸-全二维气相色谱-飞行时间质谱 (TD-GC×GC-TOFMS)设备展示

植物代谢组学

在植物代谢组学，他们最近在植物化学中发表的一篇文章，使用热解吸-全二维气相色谱-飞行时间质谱 (TD-GC×GC-TOFMS) 对意大利黄杆菌 R11共培养物进行全球代谢组分析，证明了用于藻类代谢组学研究的样品制备方法，包括一种创新的进样方法。

使用直接热萃取技术，将衍生的样品提取物自动转移到放置在热解吸管内的微型瓶中，然后在溶剂排放模式下轻轻加热以使多余的溶剂和衍生化试剂逸出，然后快速加热以将衍生化代谢物转移到GC×GC系统进行分析。这种方法的最大优点是样品的重质非挥发性部分包含在微量瓶中，这些组分永远不会进入 GC×GC系统，因此它们不会像传统进样那样聚集在进样器或分析柱中。该方法保持了更清洁的分析系统，从而提高了结果的重现性，即使在大型研究中也是如此。

Harynuk 团队的另一名学生 Ewenet Mesfin 将 SPME与吸附管上的主动采样进行了比较，以从植物中收集生物挥发物。她的海报《使用 TD-GC×GC-TOFMS 分析植物挥发物》在MANA会议期间获得了本科生早期职业成员最佳海报奖。

原文链接

https://doi.org/10.1016/j.phytochem.2021.113052

人体代谢组学

在人类代谢组学领域，二年级博士生，Ryland Giebelhaus 介绍了分析体液的三种方法：尿液和人乳的非靶向 GC×GC-TOFMS 代谢组学，使用了动态顶空、固相微萃取和衍生化，并将其进行比较。

比较同一个人在一天中不同时间的两个尿液样本。来源：Metabolites 2020, 10(9), 376；https://doi.org/10.3390/metabo10090376

排泄物代谢组学领域近来备受关注；然而，尚未建立样品制备和分析的标准协议。粪便样本提供了对人类健康的直接洞察，使研究人员能够更好地了解肠道微生物组与宿主之间的复杂相互作用。然而，考虑到异质基质和富含微生物的成分，粪便样品的制备仍然是一个挑战。粪便中存在的细菌和酶保持活跃，并在样品离开身体后继续改变代谢物特征。必须建立对分析前条件（包括储存和处理）的适当控制，以确保结果在收集时具有代表性。该小组最近发表的另一篇论文，SPME 对新鲜、冷冻和冻干粪便样本的评估和使用 GC×GC-TOFMS 的衍生方法强调了样本保存步骤对粪便代谢组学特征的影响。

原文链接

https://doi.org/10.1007/s11306-022-01881-z

小结

GC×GC-TOF-MS的非靶向代谢组学是研究涉及挥发性和半挥发性化合物以及可以用标准化学物质（氨基酸、单糖、甾醇等）实验衍生化的理想平台。多种自动进样方法，包括固相微萃取、静态顶空、动态顶空和热解吸，使能够轻松处理各种样品类型，包括土壤、水、油/石油、空气样品、植物、食品和饮料、呼吸、组织样品和生物流体（即尿液、血浆等）。长春花蓝这个颜色，在色调上既包括了蓝色，同时混合了紫红色的基调，展现出一种活泼、欢快的态度和充满活力的存在感，鼓励勇敢的创造力和富有想象力的表达。