核磁共振技术的代谢组学研究进展ppt课件
代谢组学的研究方法和研究流程-PPT
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• 优点：能够对样品实现非破坏性、非选择 性分析。它是唯一既能定性, 又能在微摩 尔范围定量有机化合物的技术。
• 缺点：灵敏度相对较低, 不适合分析低浓 度代谢物。
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代谢组学的研究流程
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代谢组学研究流程
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代谢组学各分析流程技术
样品的提取
自动进样 样品预处理
化合物的分离
检测及鉴定
数据分析与可 视化，建模与 仿真
固相微萃取 固相萃取 亲和色谱
气相色谱 液相色谱 毛细管电泳
光谱 质谱 核磁共振 电化学
生物信息学 化学信息学 化学计量学 计算生物学
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2024/1/3
代谢组学的研究流程
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结束
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代谢组学的研究方法
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代谢产物分析4个层次
• 代谢物靶标分析。对个别特定组分分析。 • 代谢轮廓分析。对预设组分的分析。 • 代谢组学。特定样品中所有代谢物分析。 • 代谢指纹分析。比较代谢物指纹图谱。
2024/1/3
真正意义的代谢组学研究。 预处理和检测技术需满足高 灵敏度、高选择性和高通量 的要求。需要对获得的数据 进行解析。
Mass Selective Detector
MS
Mass Spectrometer
A B C D
Identification
• 优点：集色谱法的高分离能力和质谱法的结构鉴
定能力于一体 ， 灵敏度高，可检测到大量低含量 的小分子代谢产物。
• 缺点：无法分析热不稳定性的物质和分子量较大
的代谢产物。
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代谢组学ppt课件
4
2 代谢组学的概念
在新陈代谢的动态进程中,系统地研究代 谢产物的变化规律,揭示机体生命活动代 谢本质的科学。
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Metabonomics ---英 Jeremy K.Nicholson 20世纪
90年代
生命体系对病理生理刺激或遗传改造所产生的 动态,多指标代谢响应的定量测定.
Metabolomics ---Oliver Fiehn需要,可将 组织行甲醇除蛋白、庚烷除脂肪及冻干等处 理),加至质谱仪,经历汽化,离子化、加速分离 及检测分析后即可得出相应代谢产物或是代谢 组的图谱。图谱中每个峰值对应着相应的分子 量,结合进一步的检测分析可以部分鉴定出化 学成分以及半定量关系。
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(3)常用的其他一些分析技术
代谢产物的检测、分析与鉴定是代谢组学 技术的核心部分,最常用的方法是有两种
NMR 质谱(MS)
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(1)核磁共振技术
原理
核磁共振技术核磁共振是原子核的磁矩在恒定 磁场和高频磁场同时作用，且满足一定条件时 所发生的共振吸收现，是一种利用原子核在磁 场中的能量变化来获得关于核信息的技术. 生 命科学领域中常用的有三种
气相色谱(GC) 高效液相色谱仪(HPLC) 高效毛细管电泳(HPCE)
往往与NMR或MS技术联用,进一步增加其灵敏性。 敏感性及分辨率提高,“假阳性”率也就越大
核磁共振实验技术 教学PPT课件
Ʋ样品(600MHz) > Ʋ样品(400MHz), 分辨率 600MHz > V样品400MHz,
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谱仪的分辨率
仪器的兆周数
1500Hz / 300 MHz = 5ppm 2000Hz / 400 MHz = 5ppm 2500Hz / 500 MHz = 5ppm 3000Hz / 600 MHz = 5ppm
3
NMR技术的起源与发展
（三）、核磁谱仪的发展 1946-1952布洛赫便和珀塞尔一起研制出世界上第一台核磁共振谱仪。 1953年，第一台商品谱仪问世。美国Varian公司，30Hz,7000高斯，0.7特斯拉 1964年，美国Varian公司，超导磁场核磁谱仪，200MHz,4.74特斯拉。 1969年，美国Varian公司，第一台傅里叶变换核磁谱仪，100MHz,2.35特斯拉。 1977年，美国Damadian，第一台人体核磁共振断层成像仪（CT） 1979年，德国Bruker公司，第一台500MHz超导核磁谱仪。 2000年，美国Varian公司，第一台900MHz超导核磁谱仪。
Methodological
Methodological Instrumental/ Methodological Methodological
TROSY
Methodological
基于核磁共振的代谢组学研究进展
2、最新技术
随着技术的不断发展，代谢组学研究也涌现出一些新的技术手段。例如，基于 质子核磁共振（NMR）和离子迁移谱（IMS）的技术，可以在不需要样品预处 理的情况下，直接对生物体液进行检测。此外，基于人工智能的数据处理技术， 可以帮助研究人员更有效地分析复杂的代谢数据，提高研究的精度和效率。
三、代谢组学在临床实践中的应 用
3、生物医学研究：在生物医学研究中，核磁共振代谢组学可用于研究生物体 的生理和病理过程，以及评估各种治疗方法的效果。
三、结论
核磁共振代谢组学数据处理新方法的应用广泛且潜力巨大。通过改进数据处理 方法，我们可以更准确地解析复杂的核磁共振数据，从而更好地理解生物体的 代谢过程和变化。这不仅有助于疾病的早期诊断和药物研发，也有助于我们更 深入地理解生物医学的复杂过程。然而，这项技术仍然需要进一步的研究和改 进，以便更好地服务于医学和生物科学领域。
3、NMR数据分析方法：对NMR谱图进行定性和定量分析是代谢组学研究的重点。 定性分析主要用于确定代谢物的种类和结构，而定量分析则用于测定代谢物的 相对丰度。常用的NMR数据分析方法包括谱图解析、峰面积法、多变量统计分 析等。
虽然NMR技术在代谢组学研究中具有广泛的应用，但也存在一些局限性。首先， NMR技术对样品的纯度和浓度要求较高，对于某些复杂样品的分析存在一定的 困难。其次，NMR技术需要较高的实验设备和操作技巧，这也限制了其在某些 领域的应用。此外，NMR技术对于快速分析和大规模筛查具有一定的局限性。 因此，代谢组学研究在应用NMR技术时，需要充分考虑到其优缺点，选择合适 的分析方法和技术路线。
一、代谢组学概述
代谢组学是一门研究生物体内代谢物变化的科学，它的是生物体受到外部刺激 或遗传修饰后，体内发生的系列代谢反应。通过对这些反应的深入研究，我们 可以更深入地了解生物体的生理状态，疾病发生发展过程以及药物的作用机制。
基于核磁共振的代谢组学
基于核磁共振的代谢组学是一门新兴的科学技术，是将核磁共振技术应用于代谢组学研究中的一种方法。
代谢组学研究是对生物体内代谢物组成和代谢过程进行定量、定性分析，以揭示生命体内代谢网络的调控机制。
核磁共振技术则是一种非常先进的物理手段，能够对物质的结构、分布以及化学反应过程进行精准的探测，因此将这两种技术结合在一起应用于代谢组学研究中，具有极为广泛的应用前景和研究价值。
传统的代谢组学研究主要是运用质谱技术进行分析，然而核磁共振技术作为一种优秀的谱学技术，已经显示出了在代谢组学领域中具有重要的作用。
与质谱技术相比，核磁共振技术的分辨率更高，对样品不会造成破坏，有助于提高代谢产物的检测精度，并能发现样品中未知代谢产物，这些特点是质谱技术所无法匹配的。
因此，在群体代谢组学研究中，逐渐发展了技术。
技术的核心是利用核磁共振成像技术，结合代谢组学技术对生物体内代谢产物组成及其在代谢网络中的相互关系进行研究和分析。
在这个过程中，因为我们的身体内的代谢产物无处不存，因此采集样品也非常方便。
通过对生物样品进行核磁共振波谱分析，可以得到代谢产物的浓度，从而进一步分析代谢物在代谢通路中的作用，预测生物体代谢服务的功能和进程。
技术已经广泛应用于许多生物医学研究领域。
还包括许多新药研发领域，因为这种技术能够提供一系列与药物代谢有关的定量数据，通过这些数据可以帮助改善药物治疗的效果，同时也有助于开发出新的药物。
目前，我们对复杂的代谢物组成和代谢通路的理解还很有限。
技术的应用将有助于揭示生物体内庞杂的代谢系统的复杂性，进一步深入探索代谢的机理，有助于更好地理解复杂的生命系统。
基于核磁共振的代谢组学研究进展
基于核磁共振的代谢组学研究进展基于核磁共振的代谢组学是一种研究生物样本中代谢产物（代谢物）的方法。
随着技术的发展和应用的广泛性，这个领域取得了巨大的进展。
本文将回顾一下基于核磁共振的代谢组学研究的最新进展，并讨论其在生命科学中的应用。
核磁共振波谱学（NMR）是一种非破坏性的技术，可以分析各种生物样本中的化学组分。
在代谢组学研究中，NMR技术被广泛应用于代谢产物的定性和定量分析。
核磁共振波谱仪可以通过测量核磁共振信号来确定样本中每个原子的位置和类型，从而分析样本中化合物的结构和组成。
近年来，核磁共振代谢组学在疾病诊断和药物评价方面取得了重要的突破。
例如，在癌症的研究中，核磁共振代谢组学被广泛应用于癌症早期诊断和预测治疗效果。
通过分析生物样本中的代谢物谱图，可以识别癌症相关的代谢物标志物，从而为癌症的早期筛查和治疗提供重要的参考。
此外，核磁共振代谢组学还可以用于评估药物在机体内的代谢和代谢产物的分解情况，从而指导药物治疗的个体化。
除了癌症研究，核磁共振代谢组学还在其他领域取得了重要进展。
例如，在食物科学中，核磁共振代谢组学可以用于分析食物中的营养成分和添加剂，并评估其对人体的影响。
此外，核磁共振代谢组学还可以用于研究植物的代谢途径和代谢物在生长和逆境应对中的作用，从而为植物育种和农业生产提供支持。
尽管核磁共振代谢组学在生命科学中取得了重要进展，但仍面临一些挑战。
首先，核磁共振技术的仪器设备和操作成本较高，限制了其在大规模样本分析中的应用。
其次，核磁共振技术对样本的要求较高，需要高纯度和高溶解度的样品。
此外，核磁共振波谱解析的复杂性也限制了该技术的广泛应用。
为了克服这些挑战，研究人员正在努力开发新的核磁共振技术和分析方法。
例如，高分辨率核磁共振技术和多维核磁共振技术可以提高核磁共振波谱的分辨率和信噪比，从而提高代谢物的检测能力。
此外，研究人员还通过结合其他分析技术（如质谱分析）和计算模型来进行综合分析，以提高代谢组学研究的准确性和可操作性。
《代谢组学介绍》课件
代谢组学的研究内容
代谢产物的检测与
鉴定
通过高通量检测技术，对生物体 内的代谢产物进行定性和定量分 析，了解代谢产物的种类和含量 。
代谢产物的变化规
律
研究生物体在生理、病理或环境 因素刺激下，代谢产物的变化规 律及其与生物功能的关系。
代谢调控机制
探讨代谢产物的合成、分解、转 化等过程，揭示代谢调控的机制 和规律。
跨学科融合
代谢组学与生物信息学、人工智能等领域的交叉融合，将有助于从海量数据中挖掘出更 具有预测性和指ห้องสมุดไป่ตู้意义的生物标志物。
应用领域拓展
代谢组学在药物研发、毒理学、营养学等领域的应用将不断拓展，为相关领域的研究提 供新的思路和方法。
未来代谢组学的研究方向
提高检测灵敏度和特异性
进一步改进和完善代谢组学技术，提高检测灵敏度和特异性，是未 来研究的重要方向之一。
代谢组学研究的新方法与新技术
代谢组学研究的新方法
随着技术的不断发展，代谢组学研究的方法也在不断更新。近年来，新的研究方法如基于质谱的代谢组学、核磁 共振代谢组学和代谢组学数据分析方法等得到了广泛应用。这些新方法提高了代谢组学研究的灵敏度、特异性和 可重复性，为代谢组学研究提供了更可靠的工具。
代谢组学研究的新技术
代谢组学在个体化医疗和精准医学方 面具有广阔的应用前景。通过对个体 代谢产物的差异进行分析，可以为个 体化医疗和精准医学提供更准确的诊 断和治疗方案。
代谢组学与其他领域的交叉研究
营养学与代谢组学
营养学与代谢组学的交叉研究对于了解营养物质在生物体内的代谢过程和作用机制具有重要意义。通 过代谢组学的研究，可以深入了解不同营养物质对生物体代谢的影响，为营养学提供更科学的基础。
代谢组学医学课件
通过代谢组学的研究，可以发现癌症的早期预警标志物、疗效评估指标 以及潜在的治疗靶点，为癌症的诊断和治疗提供新的思路和方法。
糖尿病代谢组学研究
糖尿病代谢组学研究主要关注糖代谢、脂肪代谢、蛋 白质代谢、维生素和矿物质代谢等方面的变化，以及 这些变化与糖尿病并发症的关系。
单击此处添加正文，文字是您思想的提一一二三四五 六七八九一二三四五六七八九一二三四五六七八九文 ，单击此处添加正文，文字是您思想的提炼，为了最 终呈现发布的良好效果单击此4*25}
代谢组学实验设计原则
01
02
03
04
样本代表性
选择的生物样本应具有代表性 ，能够反映整体群体的代谢特
征。
实验可重复性
实验设计应确保可重复性，以 便验证结果的可靠性和稳定性
。
控制无关变量
应控制实验中的无关变量，以 减小其对实验结果的影响。
对照设置
合理设置对照组，以便更好地 比较不同组之间的代谢差异。
质谱技术（MS）
通过测量代谢产物的质量，来确定其成分和结构，具有高灵敏度和高 分辨率的特点。
气相色谱-质谱联用技术（GC-MS）
结合了气相色谱的分离能力和质谱的鉴定能力，适用于复杂生物样本 中代谢产物的分析。
高效液相色谱-质谱联用技术（LC-MS）
适用于分析热不稳定、极性或大分子量代谢产物，具有高分离效能和 鉴定能力。
THANKS
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探索代谢组学与其他组学的整合分析方法
代谢组学研究需要与其他组学研 究相结合，以更全面地了解生物
系统的复杂性和动态性。
探索代谢组学与基因组学、转录 组学、蛋白质组学等其他组学的 整合分析方法，建立多组学数据
分析平台。
代谢组学的研究方法和研究流程演示文稿
代谢组学的研究方法和研究流程演示文稿代谢组学是研究生物体内代谢产物的全谱组分和相互关系的科学，主要应用于生命科学和医学领域。
下面是代谢组学的研究方法和研究流程的演示文稿。
研究方法：1.样本采集：首先，需要选择适当的研究对象，如人体组织、动物模型或细胞株。
然后，采集样本，如血液、尿液、组织、细胞等。
样本采集应该遵循严格的操作规范，以保证准确性和可重复性。
2.代谢分析：采集样本后，需要进行代谢分析。
常用的代谢分析方法包括质谱和核磁共振等技术。
质谱可以分析代谢物的质量和结构信息，而核磁共振可以提供代谢物的定性和定量分析。
3.数据处理：代谢组学研究会产生大量的数据，因此，数据处理是非常重要的一步。
通过使用统计学和生物信息学等方法，对代谢谱数据进行整理、标准化和归一化处理，以便于后续的数据分析和解释。
4.数据分析：在数据处理后，需要进行数据分析。
常用的数据分析方法包括差异分析、主成分分析和聚类分析等。
通过比较不同组间的代谢物丰度差异，可以找出与特定生理或疾病状态相关的代谢物。
5.代谢网络分析：代谢组学不仅关注代谢物本身，还研究代谢物之间的相互关系。
通过构建代谢物之间的相互作用网络，可以揭示生物体内代谢的整体结构和功能。
研究流程：1.问题定义：首先，需要明确研究的目的和问题。
例如，研究特定疾病的代谢异常机制，或者寻找新的生物标志物等。
2.实验设计：根据问题的定义，制定合适的实验设计。
包括选择适当的研究对象和样本，确定样本采集的时间点和条件等。
3.样本采集和处理：根据实验设计，采集样本，并进行适当的处理，如离心、冻存等。
样本的处理应按照规定的操作流程进行，以确保样本的质量和完整性。
4.代谢分析和数据处理：对样本进行代谢分析，获得代谢谱数据。
然后，对数据进行处理，如整理、标准化和归一化等。
5.数据分析和解释：根据实验设计和数据处理的结果，进行数据分析。
通过比较不同组间的代谢物丰度差异，找出与特定生理或疾病状态相关的代谢物。
代谢组学的研究进展课件PPT
查找导致代谢不同的原因√
➢ 基因表达差异
➢ 差异基因中，有与挥发物合成相关的
找到相关的基因
潜在的运用
2021/3/10
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2.经典案例解析：与玫瑰花香气有关的基因
对比
功能 FC ：1834克隆 比较表达丰 注释 GG：1039克隆 度高的基因
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1. 代谢组学：产生和发展
植物代谢组学相关论文近年来的发表情况：
2021/3/10
注：以 plant AND metabolomics OR metabolome OR metabolite profiling OR metabolite profile为主题收索ISI得到的文献记录情况。
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1. 代谢组学：应用
疾病诊断和发病机制研究 药物毒理学、新药筛选、药物安全评价 中药研究及中医结合 植物和农业研究 微生物与发酵研究 食品健康、食品安全和保健品研究 新能源发掘
2021/3/10
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1.代谢组学：种子萌发过程中的代谢
吸胀
萌动
2021/3/1科0 学问题：膜脂变化？质体/叶绿体的生成？ 10
比较: FC vs GG & FC1 vs FC4
2021/3/10 黄玫瑰有香气，从第四阶段开始。
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2.经典案例解析：与玫瑰花香气有关的基因
问题的提出（生理） 代谢上的差异√
➢ 与香气有关的化合物的差异
查找导致代谢不同的原因 找到相关的基因 潜在的运用
2021/3/10
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2.经典案例解析：与玫瑰花香气有关的基因
1.代谢组学简介：分析方法
数据分析：海量数据，生物信息学方法
2021/3/10
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1.代谢组学简介：研究策略
nmr代谢组学
nmr代谢组学NMR代谢组学NMR（核磁共振）代谢组学是一种利用核磁共振技术研究生物体内代谢物的方法。
它通过分析生物体内代谢产物的核磁共振谱图，研究生物体内代谢物的种类、含量以及相互之间的关系，从而揭示生物体的代谢状态和生物学过程。
NMR代谢组学是一种非破坏性的分析方法，不需要样品的前处理，能够在不损伤样品的情况下获取大量信息。
通过NMR技术，可以同时测定多种代谢产物，如小分子有机酸、氨基酸、糖类、核苷酸等，为研究生物体的代谢过程提供全面而详细的信息。
NMR代谢组学在生物医学研究领域有着广泛的应用。
首先，它可以用于疾病的诊断和预测。
通过对代谢物的谱图分析，可以发现疾病与正常状态下代谢物的差异，进而提供疾病的诊断标志物。
例如，在肿瘤研究中，NMR代谢组学可以检测到肿瘤细胞产生的代谢产物，从而辅助肿瘤的早期诊断和治疗监测。
NMR代谢组学也可以用于药物研发。
通过研究药物对生物体代谢的影响，可以评估药物的疗效和副作用。
通过NMR技术，可以监测药物在生物体内的代谢过程，了解药物与代谢物之间的相互转化关系，为药物研发提供重要的参考依据。
NMR代谢组学还可以用于食品和营养研究。
通过对食物中代谢产物的分析，可以了解食物在人体内的代谢过程，为合理膳食的制定提供科学依据。
同时，NMR代谢组学还可以评估食物中的营养成分含量，为食品质量控制提供技术支持。
在NMR代谢组学的研究中，数据处理是一个关键的环节。
由于NMR谱图的复杂性和多变性，需要借助计算机等工具进行数据的提取、分析和解释。
常用的数据处理方法包括数据预处理、多变量统计分析和生物信息学分析等。
NMR代谢组学是一种重要的研究方法，可以揭示生物体的代谢状态和生物学过程，为疾病诊断、药物研发以及食品和营养研究提供重要的技术支持。
随着技术的不断发展和应用的深入，NMR代谢组学将在生物医学领域发挥越来越重要的作用。
基于核磁共振技术的代谢组学研究
基于核磁共振技术的代谢组学研究代谢组学是一个新兴的交叉学科领域，它将生物学、化学、物理学和计算机科学等多个学科融合在一起，旨在研究生物体内代谢产物的组成和变化规律，并通过这些变化来探究疾病的发生机制和治疗方法。
在大量研究中，核磁共振技术被广泛应用于代谢组学研究中，为代谢组学的发展提供了技术支持。
一、核磁共振技术的基本原理核磁共振（Nuclear Magnetic Resonance，NMR）技术是利用物质中原子和原子核在外加磁场下的共振现象，来探测和分析物质的一种方法。
它的基本原理是：物质中的核在外加静磁场下会处于不同的能级中，当外加的射频信号与能级差等于射频能量时，核就会吸收射频能量，从一个能级跃迁到另一个能级；当外加的射频信号断掉后，核自发地返回到低能级，辐射出能量，即产生共振信号。
通过测量这些信号的强度和位置，可以分析出分子的结构和动态过程。
二、核磁共振技术在代谢组学研究中的应用1. 代谢产物的检测在代谢组学研究中，核磁共振技术可以用来检测代谢产物的种类和含量。
通过样品中代谢产物的共振信号的强度和位置，可以得到每个代谢产物的质谱数据，并通过计算机程序来分析这些数据，进而了解每个代谢产物在生物体内的变化规律。
这种方法可以在不破坏细胞结构的情况下对样品进行分析，因此被广泛应用于代谢组学研究。
2. 代谢产物的结构分析核磁共振技术还可以用来分析代谢产物的分子结构。
比如，核磁共振技术可以检测代谢产物中的化学官能团，通过对共振信号的位置和强度的分析来确定代谢产物的结构。
这种方法依赖于一系列复杂的核磁共振技术，如二维核磁共振、核磁共振拉曼等，但是针对具体的样品进行相应的技术调整后，核磁共振技术可以得到非常高的分辨率，从而达到对代谢产物分子结构的高分辨率分析。
3. 代谢通路分析核磁共振技术可以用来分析代谢产物之间的相互作用和代谢通路的结构。
在代谢通路分析中，核磁共振技术可通过检测代谢物间的相互转化得到代谢通路的结构信息。
《代谢组学许国旺》课件
论文：《代谢组学在 药物研究中的应用》
研究成果：开发了代 谢组学技术，用于药 物筛选和优化
论文：《代谢组学在 环境研究中的应用》
研究成果：开发了代 谢组学技术，用于环 境监测和治理
04
许国旺的科研团队和实 验室
许国旺实验室的研究方向和特色
研究方向：代谢 组学
研究领域：生物 医学、生物技术、 生物信息学等
感谢您的观看
汇报人：
和效果
代谢组学在其他生物医学领域的应用
药物研发：通过代谢 组学研究药物对生物 体的影响，优化药物 设计和筛选
疾病诊断：通过代谢 组学研究疾病状态下 的代谢变化，辅助疾 病诊断和预后评估
营养学研究：通过代 谢组学研究营养素对 生物体的影响，优化 营养素摄入和营养干 预
环境毒理学研究：通 过代谢组学研究环境 污染物对生物体的影 响，评估环境污染风 险和健康影响
代谢组学许国旺PPT 课件
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汇报人：
目录 /目录
01
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04
许国旺的科研 团队和实验室
02
代谢组学概述
05
代谢组学在生 物医学领域的 应用
03
许国旺的学术 贡献
06
代谢组学的未 来发展前景
01 添加章节标题
02 代谢组学概述
代谢组学的定义
主要研究代谢物的种类、含 量、变化规律及其与生理、 病理过程的关系
07 总结和展望
对许国旺在代谢组学领域的贡献进行总结和评价
添加 标题
许国旺在代谢组学领域的贡献：提出了代谢 组学的概念，并推动了其在医学、生物学等 领域的应用。
添加 标题
许国旺的研究成果：在代谢组学领域发表了 多篇具有影响力的论文，推动了代谢组学的 发展。
代谢组学的应用ppt课件
三、代谢组学在中药领域的应用
３ 代谢组学与中药安全性和毒性研究
中药成分复杂，难以用单一器官或组织的毒性反应来评 价。应用代谢组学可动态性无伤害地检测机体生物体液的 代谢图谱的变化，动态评价药物毒性效应，确保中药用药 的合理性和安全性
4
代谢组学与中药活性成分代谢产物研究
植物代谢物是中药的活性成分，应用现代代谢组学研 究方法对药材进行指纹图谱水平鉴别，检测药物的活性 成分和代谢产物，将会对中药的研究起到一定的推动作 用。
２
代谢组学与中药整体疗效、药效物质基础及 作用机制的研究
将代谢组学技术应用到中药的整体药效评价，作用机制 及药物在体内的“代谢指纹图谱”研究，不仅可监测药物 所引起的内源性代谢物的变化，推测 体内生化过程和状态 的变化，进而推断中药的作用机制，体内代谢物的终端信 息，寻找或阐明药物作用的靶点和受体。
（四）数据分析与表征
①主成分分析技术（PCA） ②偏最小二乘法-判别分析技术（PLS-DA）
一、代谢组学概况
(五)代谢通路分析
代谢组学通过代谢产物的量化表达来追踪机体 固有代谢通路的变பைடு நூலகம்，以通过代谢通路的调节表 达规律来阐明机体生理病理变化的实质和规律。
(六)代谢组学涵盖以下几个层次：
①代谢物靶标分析； ②代谢产物谱分析； ③代谢指纹图谱分析； ④代谢组学分析； ⑤代谢表型分析；
二、代谢组学的特点
代谢组学应用于中药的优势：
中药“多组分、多靶点、整合调节作用”的 特点与代谢组学“整体性、系统性、综合性” 相吻合。因此，代谢组学可能是现代科学中可 以概括中药抽象整体观思想的重要途径。
三、代谢组学在中药领域的应用
１
代谢组学与中药质量控制研究
代谢组学研究可对各原料药有效成分进行动态监测，从 而克服采用不同原料药材的中药成品质量不稳定的弊端，并 对道地药材进行指纹图谱水平鉴别。
代谢组学概述 ppt课件
应用现代分析 手段定性和定 量研究内源性
代谢产物
分析生物体内 在毒物作用前 后代谢产物图
谱的变化
研究流程
研究流程
模式识别和统计分析，如 PCA、PLS-DA、OPLS-DA等。
解析与机体生理病 理有关的生化过程。
研究流程—实验对象
应用 较多
研究流程—样本来源
血、尿、唾液、 眼泪、精液、 羊水、脑脊液 以及各种腺体 的分泌ห้องสมุดไป่ตู้(胆汁、 胰液、肠液)
➢ 小分子的产生和代谢才是这一系列事件的最终结果； ➢ 其它组学所起的改变会在代谢层面放大，更灵敏； ➢ 代谢物结构与功能清楚，数量少，更容易解释其机理变化。
研究背景与意义—基本概念
代 一个细胞、组织、器官或者一个生物体中在
谢 组
某一特定状态下的所有内源性小分子代谢产 物的集合，如氨基酸、糖、有机酸、脂肪酸、 核苷、核苷酸等。
代谢组学概述
目录
1 背景、概念和意义
2 研究对象
汇
报
3 样品预处理与提取
内 容
4 代谢物检测技术
5 数据处理方法
6 研究计划
精品资料
• 你怎么称呼老师？
• 如果老师最后没有总结一节课的重点的难点，你 是否会认为老师的教学方法需要改进？
• 你所经历的课堂，是讲座式还是讨论式？
• 教师的教鞭
• “不怕太阳晒，也不怕那风雨狂，只怕先生骂我 笨，没有学问无颜见爹娘 ……”
研究流程—数据预处理
出导 化一归 化度标
PCA应用最广泛， 其将复杂的数据 降到一个低维空 间，以分类图的 形式显示出来， 能够获得研究对 象的可视化总览， 而不受其他人为 因素的影响。
SIMCA-P (Umetrics AB, Umeå, Sweden)
代谢组学技术ppt课件
烧伤病人的治疗通常是取烧伤病人的 健康皮 肤进行 自体移 植，但 对于大 面积烧 伤病人 来讲， 健康皮 肤很有 限，请 同学们 想一想 如何来 治疗该 病人
对于孤立的氢原子核（也就是质子），当磁 场为1.4T时，共振频率为59.6MHz，相应的 电磁波为波长5米的无线电波。但在化合物分 子中，这个共振频率还与氢核所处的化学环境 有关，处在不同化学环境中的氢核有不同的共 振频率，称为化学位移。这是由核外电子云对 磁场的屏蔽作用、诱导效应、共厄效应等原因 引起的。同时由于分子间各原子的相互作用， 还会产生自旋-耦合裂分。利用化学位移与裂 分数目，就可以推测化合物尤其是有机物的分 子结构。这就是核磁共振的波谱分析。
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早期核磁共振主要用于对核结构和性 质的研究，如测量核磁矩、电四极距、 及核自旋等，后来广泛应用于分子组成 和结构分析，生物组织与活体组织分析， 病理分析、医疗诊断、产品无损监测等 方面。用核磁共振法进行材料成分和结 构分析有精度高、对样品限制少、不破 坏样品等优点。
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ATRP 聚酯大分子引发剂的300M核磁共振氢谱
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Oliver: Definition of Metabolome 1997
Horming, et al.: Metabolic profiles of metabolites in human
Sadler, Buckingham and Nicholson: First publication on 1H-NMR of blood and plasma
statistics in Metabonomics
2002
Nicholson: Definition of 1999 Metabonomics
Nicholson, Lindon, and Holmes: 2001 Publication in Nature on
Metabonomics
2004
Increasing # of publications
核磁共振
核磁共振波谱
(NMR, Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy)
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磁共振成像
(NMRI, Nuclear Magnetic Resonance Imaging)
磁共振定域谱
(MRS, Magnetic Resonance Spectroscopy)
对生物系统因病理生理或基因改变等刺激所致动态 多参数代谢应答的定量测定。
J. K. Nicholson, J. C. Lindon, E. Holmes. Xenobiotica, 1999, 29: 1181-89.
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二、代谢组学概述
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代谢组学的定义
Jeremy K Nicholson
Imperial College London，UK
Nicholson and Wilson: NMR spectroscopy of biofluids
Haselden, et al.: First independent
Pharma
publication
of 2000
Metabonomics
Holmes and Antti : Explanation of
Oliver Fiehn University of California Health Sciences Drive Davis, USA
技术：GC-MS 植物代谢分析： 细胞
Metabolomics: comprehensive analysis of all the metabolites of an organism. The quantitative measurement of all low molecular weight metabolites in an organism’s cells at a specific time under specific environmental conditions.
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基于核磁共振技术 的代谢组学研究进展
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技术：NMR 动物代谢分析： 动物的体液和组织
Metabonomics: the quantitative measurement of the multi-parametric metabolic response of living systems to pathophysiological stimuli or genetic modifications
代谢组学的发展
1970
Van De Greef: publication of MS for
urine profiling
1982
ห้องสมุดไป่ตู้
Nicholson, et al.: Multi-component analysis of spectra data from rat 1984 urine
1983
1989
1. 生命科学领域的核磁共振技术 2. 代谢组学概述 3. 基于核磁共振的代谢组学研究进展
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一、生命科学领域的核磁共振
生物体所有代谢物的系统分析。本质是“给定细胞在 给定时间和条件下所有小分子代谢物的定量分析”。
O. Fiehn. Plant Mol. Biol., 2002, 48: 155–171.
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