基于Orbitrap GC-MS 的非靶向代谢组学

　　代谢组学旨在表征和定量生物系统中的完整小分子代谢通路或代谢物组。代谢物组包含小分子多元混合物（包括氨基酸、糖和磷酸糖、生物胺和脂质）。非靶向代谢组学极具挑战性，因为其要求定性和定量上百个不同种类化合物，而有关这些代谢物的经验知识有限。因此，有必要使用一个既可以以非靶向的方式灵敏检测特定分子，又可以提供精确质量数信息，用于确认未知物并对其进行结构解析的检测系统。

　　气相色谱质谱联用仪（GC-MS）基于其自身的优点经常用于代谢组学分析，尤其是其色谱分辨率、重现性、峰容量和便于使用的质谱库。GC为非靶向代谢组学中生物标志物的发现提供了卓越的色谱分离能力，但是，由于目前缺乏高端质谱仪的支持，从而限制了提供用于分析复杂样品（例如，哺乳动物的肌肉组织）的动态范围、精确质量数和扫描速度。鉴于大部分重要代谢物的极性特征，必须将其衍生化，以使其有效挥发，从而确保得到良好的色谱分离。代谢组学分析尤其是临床代谢组学要求高通量和先进的自动化技术。

　　本项研究展示了新型 Thermo Scientific™ Orbitrap™ GC-MS 完整非靶向代谢组学工作流程，检测了大鼠模型中的生物标记物，以判定其死亡时间。死亡时间（PMI）推断是法医调查中一项最关键也是最困难的任务，尤其当尸体温度与周围环境温度达到平衡后。由于当前用于确定 PMI 的方法不精确性且以目视检查尸体为主。因此，建立一种实验方法，使用耐用生物标志物推断死亡时间可辅助法医调查。

　　该 GC-MS 装置使用基于 Orbitrap 的检测器，得到超高质量数分辨率、亚 ppm 质量数精度、宽动态范围以及一定的扫描速度，用于有效定量极复杂代谢组学样品。高分辨率、稳定的质量数精度和快速的扫描速度是进行稳定的数据解卷积的关键因素，以检测重叠 TIC 峰中的化合物，进行非靶向代谢组学分析。电子轰击电离（EI）裂解模式也适合基于应用广泛的 NIST 库和 Wiley 库进行匹配，以识别化合物，同时为更深入的表征提供精确质量数。