代谢组学选择合适的扫描模式

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所属分类:代谢组学

 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DDA,DIA,MRM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。今天就根据自己的经验做一个简单的总结。

 首先我们要给代谢组学做一个分类,因为不同方法、不同物质的扫描模式不同。代谢组学分为:

靶向代谢组学:对已知的代谢物进行定量。用的设备是QQQ或Linear Ion Trap。扫描模式是MRM(多反应离子扫描)

非靶代谢组学:代谢物未知,含量未知。用的设备很多,如QTOF、QE。因为目的不同,扫描模式是full scan,根据具体情况又分多种,下面将详细说明。

 与靶向代谢组学的固定分子量不同,非靶代谢组学检测的物质分子量跨度非常大(15-1500),这要求质谱仪的质量范围比较宽和分辨率比较高;然而各种分子的含量都是相差特别多(经常都是10^12以上),要求质谱动态范围和灵敏度比较大。

 (分辨率(Resolution):仪器分开两个相邻质量离子的能力 / 灵敏度(Sensitivity):达到一定信噪比所需的某物质最少进样量 / 动态范围(Dynamic Range):一次扫描能同时测定的物质最高和最低的浓度范围)

 质谱仪的质量范围和分辨率决定检测物质的种类多少的潜力,质谱仪的动态范围和灵敏度决定了检测物质种类多少的实力。例如分子量太小或太大,超出质量范围,两个物质分子量太接近(C6H6与C2H6O3)又分不开;含量太低,超出质谱的灵敏度。

 有些参数在质谱仪出厂时就决定了,为了尽可能测更多物质和得到更好的数据,在扫描模式上做了不少改进。

 full scan:全扫描,最大地收集所有离子信息。常见有以下3种方式:

 DDA(Data Dependent Acquisition):依据预先设定的条件,预先筛选母离子,最终结合一级质谱和二级质谱的信息。这个方法优点是干扰较少;缺点是重复性差。

 DIA(Data Independent Acquisition):不预先筛选母离子,低能量是获得一级质谱,高能量获得二级质谱,在理论上能获得所有的碎片信息。这个方法的缺点是无法对二级质谱的来源进行判断,需要专业的工具。

 SWATH 是DIA的一种,但将检测的质量范围分为以某一宽度为单位的多个连续的区间,然后对区间内的离子进行碎裂获得其碎片信息。由于采用了相对于传统DIA较窄的m/z窗口,因此可以获得相对干净的二级质谱图。缺点还是DIA的缺点。

代谢组学选择合适的扫描模式

 综上:

MS/MS覆盖率:DIA DDA

MS/MS 质谱图质量:DDA SWATH DIA

 当样品量比较少时,可以考虑DIA;当鉴定到物质比较少时,可以用DIA或SWATH;得到的物质尽可能多些。

 当样品量大,尽量考虑用DIA,这样背景干净些;如果样品不多且需要背景干净些,可选择SWATH方式,鉴定的物质尽可能准确。

 为了弥补不足,目前做了很多改进,如提高DDA的检测覆盖面;改善DIA获得的质谱图的质量等等。很多设备已经在做不断创新,如新出的四维QTOF。







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