今年是代谢组学Metabolomics学会第 20 届年会！LECO力可很荣幸再一次赞助代谢组学 2024 年会。本次全球最大规模的代谢组学会议，在日本大阪举行。会议主题包括：技术进展；计算代谢组学、统计学和生物信息学；代谢组学在健康和疾病中的应用；食品、植物、环境和微生物的代谢组学。
整个展会期间LECO 很多用户共同学习交流各自科研进展，应用化学家 David Alonso 博士还做一场题为 "利用先进的 GC-MS 气相质谱技术和软件工作流程解决方案增强半靶向代谢组学 "的厂商报告。产品方案:https://www.leco.com/market/metabolomics/
美国LECO力可公司张志杰（右一）在东京实验室与同事头脑风暴探讨进一步利用先进组学分析方法学和数据算法服务亚洲特色代谢组学、食品组学、风味组学、微生物组学、暴露组学等领域的科学家们。
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LECO应用服务报告：
LECO Corporation
Monitoring probe metabolites in exhaled breath by using trap enrichment,thermal desorption combining comprehensive two-dimensional gas chromatography and mass spectrometry
利用捕集富集、热脱附结合综合全二维气相色谱飞行时间质谱法监测呼出气体中的探针代谢物
许多研究都强调了呼出气体在疾病诊断方面的巨大潜力。然而呼出气体分析缺乏标准化的采样和分析程序，影响了实验室间结果的可靠性，从而妨碍了适当的外部验证。这项工作的目的是通过监测呼出气体中的探针代谢物，验证全二维气相色谱-飞行时间质谱系统（GCxGC-TOFMS）的合规性和性能。这些探针分析物是在摄入咖啡或消化药丸后选择的。
GCxGC-TOFMS 系统具有以下特点： I) 两级四喷口热调制器，确保分析复杂生物样品和痕量代谢物所需的高灵敏度和高分离能力；II) 高通量飞行时间质谱，结合了高灵敏度、快速调制峰的足够数据点密度和质谱图质量一致性，实现了可靠的解卷积；III) 在线热解吸装置，由快速加热/冷却入口体和冷阱组成，可将呼气代谢物从阱管有效热解吸到 GCxGC-TOFMS 系统中。
此外，还以临床相关样本为背景，评估并比较了不同吸附材料在体外和体内热脱附情况下的挥发性有机化合物采样性能。具体来说，使用了 7 种不同的吸附剂，分别单独或组合使用，对胎牛血清（FBS）和添加了探针分析物的人体呼气进行吸附。在评估过程中，选择了 19 种标准物质的组合，以监测和比较不同吸附剂的灵敏度和重复性。
LECO Corporation
Geospatial Analysis of Thyme Varieties: Exploring Geographic Diversity through Statistical Characterization
百里香品种的地理空间分析： 通过统计特征描述探索地理多样性
草药和香料等天然产品的香气特征会影响产品的整体风味和香气。在本研究中，我们使用结合 GC-TOFMS 和自动统计数据处理的分析工作流程解决方案，对来自四个不同产地（法国、摩洛哥、波兰和西班牙）的干百里香的香气特征进行了区分，以了解可能影响其香气的化学特征。以高灵敏度收集的全质量范围显示了高度复杂的香气特征。通过将观察到的质谱和保留指数 (RI) 与库数据库相匹配，对非目标分析物进行鉴定。通过对分析物的确认，可以很好地了解样品及其香气的差异。例如，法国样品中的百里酚（草本）含量最高，而摩洛哥样品中的含量最低（相似度为 851，观察到的保留指数为 1294（lib.值为 1291））。另一方面，摩洛哥的香芹酚（辛辣味）（相似度为 931）相对于其他国家的趋势最高（观察 RI 为 1303 vs 1299）。
不同的分析物都有各自的香味，可能会对样品的香味特征产生影响。此外，使用 GC-TOFMS 可以消除质谱偏斜，从而有效地使用解卷积算法。对 2-戊基呋喃（果味）和 B-月桂烯（辛辣味）进行了解卷积和数学分离，相似性得分分别为 835 和 905，RI 支持率分别为 992 (lib. 991) 和 993 (lib. 993)。自动统计工具对整个样品集的分析物信息进行了有效的排列和汇编，从而方便了比较和解释。这揭示了每个地区具有有趣香气的独特分析物，并将这些独特的化学物质与四个百里香品种的产地联系起来。这一高效、完整的工作流程解决方案展示了快速获得重要见解的能力，有助于消费品生产商开发更好的产品、了解竞争对手并更快地解决质量、供应或制造问题。
LECO Corporation
Non-targeted profiling of Nepeta Cataria using multidimensional gas chromatography, and high-performance mass spectrometry
利用多维气相色谱和高效质谱对猫薄荷进行非靶标分析
猫薄荷（Nepeta Cataria）以其芳香醉人的效果而闻名。这种令人兴奋的效果表现为猫的嬉戏行为，有时甚至是攻击性行为。猫薄荷精油富含生物活性化合物，可用作抗氧化、消炎、抗癌和抗菌材料。此外，猫薄荷精油还有望成为一种天然驱虫剂。应采用新的分析方法来确定这种珍贵植物材料的特征。遗憾的是，这种植物非常复杂，因为它含有大量具有不同理化特性的成分，而且这些成分的浓度范围很广。在这项研究中，我们开发了一种将增强型色谱分离与高性能质谱结合的全二维气相色谱-飞行时间质谱联用法，用于对猫薄荷进行全面分析。
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LECO力可质谱用户代表报告：
Prof. James Harynuk
University of Alberta
Metabolomic Response of Pulmonary Neuroendocrine Cells Exposed to Cannabis, Tobacco, and Vape Aerosols
暴露于大麻、烟草和电子烟气溶胶的肺神经内分泌细胞的代谢组学反应
GCxGC-TOF
虽然近来全球烟草使用量有所下降，但电子烟和大麻的使用量却在增加。青少年使用电子烟和大麻的增加引起了人们对公共健康和安全的极大关注。社会普遍认为电子烟和大麻烟都是比传统烟草产品更安全的替代品；然而，使用大麻和吸食器都有很大的健康风险，尤其是对重度使用者而言。了解电子烟、大麻和烟草暴露对人体细胞影响的分子机制对于阐明其生理效应和促进实施基于证据的公共卫生措施至关重要。在此，我们提出了一种细胞暴露研究的新方法，利用改进的商用吸烟机与定制的暴露室耦合，可以精确调节温度、空气成分和相对湿度，同时使细胞直接暴露于主流烟雾/气溶胶中。将 PNEC（肺神经内分泌细胞）暴露于主流电子液体烟草气溶胶、大麻烟雾和烟草烟雾中。将 PNEC 放入定制的舱内，让它们在舱内未暴露（对照组）或暴露于主流烟雾中 30 分钟。暴露后，使用实时定量 PCR 评估神经内分泌标记物，并通过甲氧基化-三甲基硅烷化衍生化和固相微萃取（SPME）对细胞和培养基进行代谢组学分析，然后进行全二维气相色谱-飞行时间质谱分析（GC×GC-TOFMS）。 报告将介绍 PNEC 暴露后的代谢和神经内分泌变化，揭示 PNEC 暴露于大麻、烟草和吸食器产生的主流烟雾/气溶胶时潜在的生化变化和可能受到干扰的途径。
Metabolomics Approaches to Demonstrate the Stability of Fecal Microbiota Transplant Products
证明粪便微生物群移植产品稳定性的代谢组学方法
GCxGC-TOF
粪便微生物群移植（FMT）是将健康捐献者的粪便移植到另一个人体内的过程，是预防艰难梭菌复发的最有效治疗方法。它也是治疗其他慢性疾病（包括炎症性肠病、肠易激综合征和神经系统疾病）的一种很有前景的疗法。虽然 FMT 是一种有效的临床方法，但它也面临着许多挑战，特别是 FMT 产品的稳定性和可行性。在此，我们研究了 FMT 产品在 40℃、-20℃ 或 -80℃ 下保存 12 个月的稳定性，无论是液体还是冻干制剂。之前的研究发现，无论是液体制剂还是冻干制剂，流式细胞术评估的存活细菌细胞和临床疗效均无明显差异。为了进一步评估各种 FMT 制剂在不同温度下储存一段时间后的功能变化，我们使用两种纤维基质（菊粉和阿拉伯木聚糖）进行了体外实验，并分析了化学成分。我们使用固相微萃取（SPME）结合全二维气相色谱飞行时间质谱法（GC×GC-TOFMS）对顶空进行了非靶向代谢组学研究。与一维 GC-MS 相比，GC×GCTOFMS 具有更高的分辨率和灵敏度，因此可以对 FMT 培养物的代谢组进行迄今为止最全面的研究。对数据进行比对，然后根据聚类分辨率进行特征选择，然后应用于所有 PCA 模型，以提取对 PCA 空间中类别分离贡献最大的代谢物。总之，我们发现，在不同温度和时间段储存的不同配方之间，葡萄发酵实验中的代谢组几乎没有变化，这也得到了临床疗效数据的支持。这项工作展示了 GC×GC-TOFMS 代谢组学与化学计量学相结合在微生物成分分析之外对 FMT 功能方面进行剖析的能力，并为开发一种快速筛选具有精准健康所需特征的 FMT 产品的方案奠定了基础。
Metabolomic and Glycomic Study of Temporal Changes in Human Breast Milk
人类母乳中的代谢组学和糖组学时间变化研究
母乳是新生儿出生后头六个月的唯一天然营养来源，在这一重要的发育阶段提供蛋白质、脂肪、碳水化合物、维生素和矿物质。众所周知，母乳中的成分会随着新生儿的营养需求而发生变化；然而，据我们所知，还没有任何研究以较高的采样频率监测母乳成分的变化。为了研究母乳化学成分随时间的变化，我们招募了一位准妈妈，从出生开始采集母乳样本，在 3 个月的时间里共采集了 18 份样本。与一维气相色谱-质谱（GC-MS）相比，全二维气相色谱-飞行时间质谱（GC×GC-TOFMS）具有更高的分辨率、灵敏度和峰容量，可以对代谢组进行更详细的研究，因此我们采用了全二维气相色谱-飞行时间质谱（GC×GC-TOFMS）进行代谢组学分析。为了研究极性代谢物，在使用 GC×GC-TOFMS 分析之前，对母乳样本进行了化学衍生处理。短链脂肪酸（SFCAs）是通过顶空固相微萃取（HS-SPME）提取的，因为短链脂肪酸（SCFAs）有助于深入了解母乳中的微生物组。我们还利用凝集素微阵列分析法来检测和鉴定母乳中的糖蛋白。总体而言，我们发现母乳中的化学多样性在很大程度上随着时间的推移而减少。我们发现了几种随时间变化的代谢物，包括 SCFAs 和长链 FAs。此外，我们还发现了许多与免疫反应和发育相关的糖蛋白。这项工作对了解母乳在产后的变化至关重要，并进一步揭示了母乳成分如何参与新生儿的信号传递、免疫反应和免疫系统发育。
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Oliver Fiehn, Ph.D.
University of California, Davis
Food for Thought: Characterizing 500 Commonly Consumed Foods through Standardized Metabolomics for The Periodic Table of Food Initiative
食品： 通过标准化代谢组学表征 500 种常见食品，促进食品周期表的倡议
Standardizing nontargeted metabolomics and exposomics: The LC-BinBase environment
非代谢代谢组学和暴露组学标准化： LC-BinBase
Latest Publish最新文献：
BinDiscover以生物学为重点的代谢分析工具，沉淀 156,000 份 GC-TOF MS的代谢组大样本数据库
诊断帕金森病并监测病情进展：组合GC-TOF MS 和 LC-MS/MS的生物标记物非靶向代谢组学
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Porf.Warwick B Dunn University of Birmingham（左）Prof. Roy Goodacre University of Liverpool（右）
Quality assurance and quality control reporting in untargeted metabolic phenotyping: mQACC recommendations for analytical quality management
非靶向代谢表型的质量保证和质量控制报告：mQACC 对分析质量管理的建议
Flexible annotation of 1H 1D NMR metabolomics spectra using statistical feature extraction and reference matching
用统计特征提取和参考比对灵活标注 1H 1D NMR 代谢组学光谱
Classical SOP行业经典文献：
Procedures for large-scale metabolic profiling of serum and plasma using gas chromatography and liquid chromatography coupled to mass spectrometry
利用气相色谱和液相色谱-质谱联用技术对血清和血浆进行大规模代谢分析的标准化程序
Lastest最新文献：
Unlocking the secrets of the microbiome: exploring the dynamic microbial interplay with humans through metabolomics and their manipulation for synthetic biology applications
揭开微生物组的秘密：通过代谢组学及其在合成生物学应用中的操作，探索微生物与人类的动态相互作用
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Prof. Mamiko Ozaki
Kobe University
Baby’s head volatile analysis with GCxGC-MS and a chemical data-dependent sensory evaluation study
利用 GCxGC-TOFMS 全二维气相色谱-飞行时间质谱对婴儿头部进行挥发性分析，并开展一项以化学数据为基础的感官评估研究
新生儿对人类的气味可能会对孩子的养育和/或婴儿与母亲的关系产生一些有意义的影响，尽管这方面的化学心理学证据很少。我们对从 19 个出生 4 天以内的新生儿头部采集到的气味进行了化学分析，发现婴儿头部气味的化学成分大部分（19 个气味样本中的 16 个）具有共性。然后，学生志愿者对模仿这些婴儿气味的人工气味混合物进行了感官评估。为了进行比较，另一组志愿者使用 9 个月以下婴儿的真实头部气味进行了另一次感官评估，结果表明两者的评估结果基本相似。在本文报告的研究中，我们对合成化学混合物进行了感官评估，获得了 380 个数据点，并对其进行了因子分析，得出了 3 个因子的解决方案，其中情感要素、气味质量要素和不愉快要素分别作为因子 1、2 和 3。由于因子 1 的贡献率最高，我们认为婴儿头部的嗅觉线索唤起了母亲对新生婴儿的好感。
a science research full of love by GCxGC-TOF
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Asociate Prof. Tamako Miyazaki
Iwate University
GCxGC/MS based Serum Metabolomics of Hypocalcemia in Dairy Cows
基于 GCxGC-MS全二维气相色谱-飞行时间质谱 的奶牛低钙血症血清代谢组学研究
低钙血症是奶牛的一种常见疾病，它需要维持体内钙（Ca）的平衡，以防止钙流失到丰富的牛奶生产中。本研究检测了 21 头荷斯坦-弗里斯兰奶牛的血清代谢物，这些奶牛在血液检测前根据其临床症状（如厌食和哮喘）接受了诊断性钙治疗。这些奶牛根据其血清钙水平分类如下： 8 头奶牛为重度低钙血症（血清 Ca < 1.5 毫摩尔），5 头奶牛为轻度低钙血症（血清 Ca 在 1.5 和 2.0 毫摩尔之间），8 头奶牛为正常钙血症（Ca > 2.0 毫摩尔）。我们使用全二维气相色谱飞行时间质谱法（GC×GC-TOFMS）进行了血清代谢组学研究。与一维气相色谱/质谱法相比，该技术利用两种不同极性的色谱柱（即非极性色谱柱和极性色谱柱），可实现更广范围的代谢物检测。对 63 个样本数据集（一式三份进行分析）进行多变量分析后发现，1703 种血清代谢物不仅因血清 Ca 水平而异，而且还存在个体差异。55 种代谢物与血清钙浓度的相关系数大于 0.55，利用这些代谢物进行的主成分分析（PCA）成功地将三个组别区分开来。此外，在这 55 种代谢物中，44 种代谢物在重度低钙血症奶牛中的含量明显高于轻度低钙血症和正常低钙血症奶牛。这些代谢物包括 10 种脂肪酸，如丙酸和丁酸；12 种糖类，包括木糖、葡萄糖、三卤糖和苏氨酸；以及 2 种氨基酸，即酪氨酸和去甲亮氨酸。这些发现表明，在严重低钙血症期间，特定血清代谢物会上调，这可能与胃肠道缺乏有关。低钙血症最初会影响胃肠道平滑肌的内在起搏器，进而影响胃肠道功能并导致厌食等临床症状。这些见解有助于我们了解低钙血症奶牛的病理生理学和新陈代谢过程，尤其是与代表性症状有关的方面。
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Takuji Kobayashi
National Research Institute of Brewing, Japan
Modeling the sensory characteristics of
Japanese sake using the sake metabolome analysis method
利用清酒代谢组分析方法模拟日本清酒的感官特征
食品和饮料的成分是构成其适口性的重要元素。清酒是一种传统的日本酒精饮料，含有数百种成分。最近，一些研究报告通过使用毛细管电泳飞行时间质谱法（CE-TOFMS）和气相色谱飞行时间质谱法（GC-TOFMS）等技术对清酒的感官特性进行了综合分析。然而，清酒成分与感官特性之间的关系尚未完全阐明，因此有必要开展进一步的研究，包括对分析方法的研究。因此，为了阐明这种关系，我们尝试从使用清酒代谢组分析方法获得的清酒代谢组数据中构建预测感官评价分数的模型。该方法可利用超高效液相色谱四极杆飞行时间质谱（UPLC-QTof-MS）高通量、全面地分析清酒成分。在本研究中，我们获得了在不同酿酒设施中使用不同水稻品种酿造的清酒的代谢组数据，并使用定量描述性分析（QDA）方法获得了感官评价数据。此外，还利用潜结构正交投影法（OPLS）构建了从清酒代谢组数据预测感官评价得分的模型。该模型在不同的清酒酿造年份分别进行。两年的研究结果表明，8 个和 11 个感官评价模型的预测性能 Q²> 0.5。基于液相色谱法的分析数据表明，不仅可以预测口感，还可以预测香气。此外，还评估了预测模型对这两年通用的感官评价项目的通用性。这些结果为从清酒成分中解释清酒的感官特征提供了新的选择，有助于加深对清酒感官特征的理解。
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Yoshihiro Tamada ，PhD
Yokohama national University, Hakutsuru Sake Brewing Co.,Ltd.
Characteristics analysis of sake rice cultivar
Hakutsurunishiki for
daiginjo-shu brewing
用于酿造大吟酿的酒米品种 "白鹤锦 "的特性分析
山田锦 "是利用 "山田宝 "和 "潭干和舟 "培育出的酒米品种，被认为是非常适合大吟酿酿造的酒米品种。"白鹤锦 "则是利用保存在九州大学的 "山田宝 "和 "和舟 2 号 "培育出的酒米品种。由于 "渡船 2 号 "被认为与 "潭关渡船 "几乎属于同一栽培品种，因此 "白鹭敷 "的母本栽培品种被认为与 "山田敷 "的母本栽培品种关系密切。使用 "白鹤敷 "可以酿造出与 "山田敷 "相当的大吟酿，但其特征尚未得到详细说明。因此，本研究的目的是通过与山田錦的比较来阐明白鹤錦的特点。首先，对白鹤錦米粒的结构特点进行了评估，这些特点有助于大吟酿的酿造。通过观察浸泡后白米的横截面，发现白鹤敷的米粒结构与山田敷不同。与山田錦相比，白鹤錦白米的空隙更少，因此吸水率更低。通过质谱成像获得的米麴中的葡萄糖分布情况表明，白鹤敷米麴与山田敷米麴一样，属于筑榛类型，这表明其米粒结构适合制作大吟酿的米麴。其次，通过基于气相色谱/飞行时间质谱（GC/TOFMS）的代谢组学技术，研究了不同栽培品种清酒的成分特征。我们通过气相色谱/质谱分析了 15 个用山田錦或白鹤錦酿造的大吟酿样品中的亲水化合物。通过主成分分析和偏最小二乘判别分析等多元分析，明确了使用白鹤肴酿造的大吟酿的成分特征。这些结果有望为利用白鹤茸的特性进行合理酿造和酒质设计提供方法。
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