使用不同的样品处理方法，通过非靶向气相色谱-质谱（GC–MS）分析对牛尿液进行比较代谢组学分析

《Veterinary Research Communications》：Comparative metabolomic profiling of bovine urine using different sample processing methods by non-targeted GC–MS analysis

优化牛尿样本前处理策略：比较TFF过滤与尿素处理对代谢物覆盖及通路分析的影响

　　

摘要

样品处理策略显著影响基于非靶向GC–MS的尿液代谢组学中代谢物的回收率。本研究旨在评估和比较单独使用或组合使用的切向流过滤（TFF）和尿素酶处理方法，以优化牛尿样品的制备，从而适用于非靶向GC–MS分析。从Karan Fries奶牛（n=8）中收集的尿液样品采用三种不同的处理方法：（1）经TFF过滤的尿液；（2）经TFF过滤后进行尿素酶处理的尿液；（3）未经处理的原始尿液经过尿素酶处理。所有处理后的样品在GC–MS分析前都经过了相同的提取程序和两步衍生化处理。比较评估显示，不同处理方法在代谢物产量、多样性和重现性方面存在显著差异。经TFF过滤的尿液获得了最高的代谢物覆盖率（共282种代谢物，包括123种独特化合物），其次是TFF和尿素酶联合处理的尿液（共241种代谢物，74种独特化合物）；而未经处理的原始尿液经尿素酶处理后，其代谢物覆盖率明显降低（共159种代谢物，37种独特化合物），这表明TFF过滤提高了分析的重现性并改善了基质的去除效果。化学类别分布分析显示，经TFF过滤的样品中含有更高比例的碳水化合物、酯类、烃类、氨基酸和多元醇，而经尿素酶处理的原始尿液则富含烃类和芳香化合物。值得注意的是，包括二氢呋喃酮、吡喃衍生物和喹诺尔类在内的几种化合物类别仅在经TFF处理的样品中被检测到。通路富集分析进一步表明，经TFF过滤的尿液提供了最全面的代谢表征，显著富集了与碳水化合物代谢、氨基酸生物合成、抗坏血酸和醛酸代谢以及脂肪酸代谢相关的通路。总体而言，TFF过滤成为最大化牛尿液代谢组学中代谢物多样性和通路覆盖率的最有效样品处理策略。