基于Q-TRAP和斑马鱼模型的MRM代谢组学方法用于抗生素亚致死毒性早期检测

本研究针对低浓度抗生素暴露的早期毒性检测难题，开发了一种基于Q-TRAP LC-MS/MS的MRM-EPI靶向代谢组学工作流程。研究人员通过分析斑马鱼胚胎在阿莫西林和克拉霉素暴露下的代谢响应，成功鉴定108种内源性代谢物，揭示氨基酸、嘌呤、脂质和能量代谢的显著扰动。该研究为环境污染物亚致死毒性评估提供了高灵敏度、可重复的分析方案，对生态风险预警具有重要价值。

　　

代谢组学（Metabolomics）作为一种高灵敏度、全覆盖的分析手段，能够精准捕捉环境污染物引发的早期生化变化，其提供的信息深度远超传统毒性检测方法。本研究成功建立了一套基于低分辨率串联质谱（MS/MS）的靶向代谢组学工作流程，通过斑马鱼（Danio rerio）胚胎模型，系统分析了极低浓度（1 μg/L）与高浓度（1 mg/L）抗生素阿莫西林（amoxicillin）和克拉霉素（clarithromycin）暴露引发的代谢谱改变。研究采用库辅助的MRM–EPI（多反应监测-增强子离子扫描）策略，依托Q-TRAP液质联用系统，实现了108种内源性代谢物的可靠检测与结构确证。基于库匹配确认的代谢物信息，团队进一步优化并开发了兼具高灵敏度、优异重复性及特异性的靶向MRM-EPI分析方法。多变量统计分析（主成分分析PCA和偏最小二乘判别分析PLS-DA）结果表明，暴露组胚胎与对照组相比出现了显著的代谢扰动，涉及氨基酸代谢、嘌呤代谢、脂质代谢及能量代谢等关键通路。这些代谢改变暗示，即便是亚致死水平的抗生素暴露，也可能干扰生物体的核心生理功能，进而潜在地影响其正常发育与生存能力。利用斑马鱼胚胎作为模型生物，为本研究提供了一个兼具实用性、高灵敏度及伦理适宜性的环境毒性评估体系。该工作所呈现的MRM驱动的代谢组学方法具有良好的可重复性，为发展预测毒理学、完善生态风险评估与环境监测策略提供了重要的技术支撑。