用于大米和玉米提取物代谢组学分析的台式GC-TOFMS

在全球范围内，食物，饲料和能量中的一些最重要的作物是米饭和玉米。^1,2代谢物分析是最多的一种有效的方法研究玉米和水稻的一般特性，它们对压力环境条件的耐受性，以及它们对昆虫的抗性。^3.

代谢组科可用于研究作物多样性和抗病性。这些研究通常会导致产量，质量和营养价值提高。^4,5更具体地，通过确定其生化含量，可以评估诸如味道，香味，外观，营养含量和保质期的食物质量特征。^6.

在本研究中，新的台式GC-TOFM用于水稻和玉米提取物的代谢组科分析，并且在通过甲硅烷化衍生样品衍生样品后，仪器参数进行了优化和检测广泛的代谢物。采用强大的软件工具获取，峰值查找，并迅速注释新的富人，高质量的频谱数据提供飞马座BT质谱仪来自LECO CORPORATION。

图1。总离子色谱图（A）和分析离子色谱图（B），其显示在复杂的玉米叶提取物中选择性地确定感兴趣的分析物的能力。

实验

萃取

通过将400μL4：1甲醇/水加入25mg冷冻干燥的植物材料来制备混合物。将该非均相混合物涡旋5分钟，在70℃下加热15分钟，并以12,000rpm离心5分钟。向400μL上清液中，加入核糖酚，作为内标（10μl;水中2000μg/ ml）。使用速度VAC以在60℃下真空干燥所得混合物。

衍生化

为了衍生干燥样品，加入100μlMSTFA并加热1小时60℃。

表格1。气相色谱-飞行时间质谱（飞马座BT）条件

气相色谱仪	配备GERSTEL MPS2自动取样器的安捷伦7890
注射	1μl，分开20：1 @ 270°C
载体气体	他@ 0.80毫升/分钟，恒定流动
柱子	rxi-5 ms，20 m x 0.18 mm i.d.x0.18μm涂层（Restek，Bellefonte，Pa，USA）
烤箱计划	60°C（0.5分钟），至320°C / 36°C / min（3分钟）
转移线	300摄氏度
质谱仪	莱科飞马BT
离子源温度	250摄氏度
质量范围	45-600 m / z
收购率	20光谱/秒

结果和讨论

这个Pegasus Bt.是具有现代GC-TOFM的预期特性（即鲁棒性，色谱分辨率，速度等），但具有延长的线性动态范围（10^5.）和增强的灵敏度（每亿零件）。这在校准范围内的一组氨基酸清楚地示出了0.01-50pmol /μl（表2）。校准曲线的线性从苯丙氨酸天冬氨酸，蛋氨酸和赖氨酸的相关系数显而易见，其范围为0.996和0.998（图2）。

支化氨基酸 - 异亮氨酸和亮氨酸曲线下部的膨胀 - 表明在整个校准范围内保持线性度（图3; r = 0.999）。

表2。氨基酸标准浓度以pMol/μL（0.01至50 pMol/μL）和pg为单位，在1μL进样后，以20:1的比例在柱上显示

图2。蛋氨酸、苯丙氨酸、天冬氨酸和赖氨酸的校准曲线（0.01至50 pMol/μL）

图3。用于亮氨酸和异亮氨酸的校准曲线（0.01至0.5pmol /μl）。

LECO高性能硬件与下一代品牌软件的集成^®（5.0版）导致水稻和玉米样品中注释代谢物的覆盖率增加。在超过10分钟内获得完整的代谢组数据。通过自动化，综合数据处理涉及峰值查找，光谱相似度针对大型和良好的数据库以及利用保留索引值来肯定地确定代谢物。

表3列出了在玉米提取物中检测和注释的42种代表性代谢物。这些化合物包括酸、二酸、氨基酸、萜类、萜类、单糖、双糖和甾醇。代谢物与Wiley和NIST数据库进行了比较，发现其平均光谱相似性得分为870/1000。（E）-乌头酸和棕榈酸（分别为916和943/1000）的峰真（反褶积）质谱和NIST数据库质谱的光谱相似性比较清楚地显示了该方法产生的数据的质量和丰富性飞马座BT仪器（图4）。

图4。峰值真（Deconvoluted-Top）与图书馆光谱（底部）的比较 - （e） - 碘酸和棕榈酸

通过将数据库搜索结果与保留指数（RI）值组合，如图5所示，通过将数据库搜索结果与保留指数（RI）值相结合来获得额外的置信水平。索引值分别为2179（参考值= 2181）和1361（参考值= 1369）。

图5。丝氨酸和植物醇的真实峰值（反褶积顶部）与库光谱（底部）的比较。还显示了计算的RI值。

以目标方式回顾性地处理全面数据的能力是一个非常有趣的特征Chromatof.5.0.目标分析物发现（TAF）适用于定量分析、痕量分析和处理大型数据集。

TAF利用片段和/或分子离子，保留时间和质量耐受，以显着降低加工时间（图6）。在水稻和玉米数据文件中，共有22种代谢物（图7和8）。为了进一步分析，在处理期间可以很容易地导出TAF结果（例如，统计）。

图6。Chromatof 5.0靶分析物发现处理（TAF）方法。

图7。TAF加工结果-玉米提取物。

图8。TAF加工结果-大米提取物。

结论

LECO的PEGASUS BT是一种强大而强大的台式质谱仪，具有延长的线性动态范围和出色的灵敏度。这个飞马座BT仪器与下一代相结合Chromatof.品牌软件使得能够使用峰值查找和/或回顾性地使用目标分析物发现快速处理的高质量数据。这个飞马座BT是复杂生物样品的快速，有效和常规分析的宝贵工具。

参考和进一步阅读

1. M. Chen，R.S.P.Rao，Y.张，C. Zhong和J.J.塞伦，作物杂志,2016年，4,177-187。
2. M. Kusano，Z. Yang，Y.Okazaki，R. Nakabayashi，A. Fukusima和K. Saito，分子植物,2015年，8,58-67。
3. 冈崎和齐藤，植物生物科技。代表。,2012，6,1-15。
4. C.Simo、C.Ibanez、A.Valdes、A.Cifuntes和V.Garcia Canas，国际分子科学杂志。,2014年，15,18941-18966。
5. G.Starita Nad J. Langridge，营养基因学和营养基因学杂志，2013年，6,181-200。
6. J.W.Allwood、A.Erban、S.De Koning、W.B.Dunn、A.Luedeman、A.Lommen、L.Kay、R.Loscher、J.Kopka和R.Goodacre，代谢组学,2009年, 5, 479-496.

这些信息已被源，审查和调整Leco Corporation提供的材料。亚博网站下载

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