代谢组学实验中如何选择扫描模式?
现在许多的质谱仪器都提供多种扫描模式供使用者选择,例如full scanDDADIAMRM等等,面对这么多选项,对于代谢组学研究来说,我们应该如何选择合适扫描模式,这也是初学者经常问到的一个问题,那么今天,就根据自己的经验,做一个简单的总结。
代谢组学研究可以分为非靶向代谢组学和靶向代谢组学两大类,每一类都有其优缺点,这里就不多做解释。
对于靶向代谢组学来说,由于其需要对所检测的化合物进行准确定量,因此通常选择的扫描模式为多反应离子检测(怎么做数据分析MRM),可以进行这一扫描的仪器主要为三重四极杆质谱,另外线性离子阱质谱也可以完成这一扫描。
对于非靶向代谢组学而言,可供选择的扫描模式就比较多。以下做一个简单的介绍:
非靶向代谢组学需要使用高分辨的质谱仪对样本进行信号采集,以达到尽可能多的检测到代谢物的目的,同时高分辨的质谱数据提供了准确的分子量也有助于代谢物的鉴定。(分辨率和质量精度的差异可以参看之前的文章)
对于扫描模式的选择,可根据分析的目的粗略的分为以下两类:
采集数据进行标记物筛选:
这也是所有非靶向代谢组学的目的,这时需要选择full scan模式对样本进行检测。因为只有full scan才能提供样本的总离子流图,在代谢组学数据预处理时,软件需要针对总离子流图进行峰的排列、提取以及归一化,用来生成供后续统计分析使用的数据集。
当然,这里也可以使用含有full scan信息的其他扫描方法,也就是说,如果其他扫描方法也可以提供总离子流图,那么也可以选择。例如Waters Q-TOFMSe扫描模式,这一扫描模式在数据采集时,通过高低碰撞能量的切换,同时采集一级和二级的信息,在得到的图谱中包含总离子流图(Function 1)和碎片离子(Function2-n)的信息。但是在选择这种方法时,一定要确保接下来所使用的数据预处理软件可以处理该类数据,如MarkerLynxProgenesisQI是可以处理MSe采集的数据的。
总结一下,不管使用什么样的软件进行数据预处理,总离子流图一定是需要提供的,因此可以提供总离子流图的扫描模式都可以选择,当然也要看你后续的软件是否可以对数据进行处理。Full scan 最保险!
采集二级碎片用来化合物鉴定:
只获取感兴趣的离子的二级碎片,即通过数据分析之后,选择了潜在的生物标记物,想获得这一标记物的二级碎片。这时可以选择“TargetMS/MS模式”,在方法编辑时,输入该化合物的保留时间,质荷比以及碰撞能量,分析样本,获得其碎片信息。这一方法需要对样本进行二次分析。
一次分析,同时获得MSMS/MS信息。常用的方法有DDADIA(上边提到的MSe就属于DIA的一种),具体DDADIA的功能特点可以参看之前的文章。
那到底如何选择,这里给出一点建议。
如果分析的样本数量不多,可以选择第一种方法,数据分析之后对感兴趣的离子进行碎片信息的获取。
如果是大样本分析,由于原始数据采集时间较长,要考虑到样本长时间存放所造成的代谢物降解等问题,如果要选用第一种方法的话,可能需要重新配制样本再进行检测,操作耗时虽不长,但是步骤繁琐。这时,可以考虑选择第二种方法,一次扫描同时获得一级质谱
以及碎片信息,数据分析结束后,可以在得到的二级碎片列表中查标记物离子的碎片信息。
那么问题又来了,第二种方法并不能获得所有离子的高质量的二级质谱图,因此现在也有很多研究也致力于改善这一情况:提高二级质谱图获取率,提高串联质普通的质量等。
因此,这一步中扫描模式要根据实验的具体情况进行选择。实验中只有常规的流程,并没有“完美”的方法,根据实际情况做出调整,方便自己的研究,使得到的结果更能反映事实的真相。