客户视野 | 离子淌度质谱助力疾病代谢表型分析

中国科学院上海有机化学研究所生物与化学交叉研究中心，研究员，课题组长，代谢组学研究平台负责人。朱正江课题组长期致力于代谢组学和脂质组学技术的开发，包括离子淌度质谱技术、代谢谱图数据库，以及数据处理软件等。

布鲁克timsTOF Pro使用独特的捕集离子淌度（TIMS）设计，使研究人员能够同时获得所有检测到的离子的高度可重现的碰撞截面（CCS）值。CCS值可用于进一步增加选择性，从复杂样品和短梯度分析中获得更准确的定性和相对定量信息。

在MS/MS设计中引入了新颖的平行累积连续碎裂 (PASEF) 采集方法，允许离子在前部淌度池积累，并根据离子迁移率的大小在后部淌度池分离释放。通过使用双TIMS分析仪，离子几乎可以连续实现积累、分离和洗脱的过程，从而实现接近100%的离子利用率。

“The Bruker timsTOF Pro’s combination of high scanning speed and the ability to generate CCS values is a unique combination, which can significantly improve our capabilities in high-throughput metabolomics. Most of the time we analyze hundreds of samples per day in just 12 minutes/sample with the timsTOF Pro.”

目前朱老师使用timsTOF Pro，开展以下的研究工作：

01 衰老相关疾病的代谢组学研究

基于质谱的代谢组学技术的开发和各种挑战性疾病的代谢表型研究，主要集中在衰老和衰老相关的神经退行性疾病等方面。

“ We probe the metabolic indications in inter-organ communications – for example, how the brain communicates with the liver. We found that when the animal is young, inter-organ communication is very good. But during the aging process, this communication or metabolic homeostasis is largely destroyed. And we think that disconnect might have a metabolic factor.”

朱老师团队认为，在系统水平上对代谢物进行全面的研究，可能会对与衰老疾病相关的挑战性问题提供一个整体的视角。使用timsTOF Pro开发新的代谢组学方法，能为组学研究带来很多新的视角。

02 临床代谢组学

朱老师的团队正在发展高通量代谢组学技术应用于临床诊断和精准治疗。目前，该实验室的研究人员与医院的临床医生密切合作获取临床样本，以检测特定疾病或状况患者的代谢组差异，最终实现精准化的治疗。

“Ultimately, we see the application to precision or personalized medicine, where doctors can predict whether a treatment is beneficial to a patient or not.”

“Especially for complex materials, like those found in Chinese medicine, IMS-MS has the capability to identify compounds that cannot be analyzed with other technology. Currently, about 80 percent of the instruments used in metabolomics are LC-MS systems. I think in the next 5-10 years, almost all of them will be replaced by IMS-MS.”