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內容簡介

　　《生命科學前沿及應用生物技術 代謝組學：方法與應用》是國內第壹部集基本理論和實際應用於一體的、極有價值的關於代謝組學的專著，對學科的發展現狀、麵臨問題、應用前景、未來趨勢和學科本身的價值都做瞭客觀、科學的描述。除簡要迴顧代謝組學的發展曆史、特點外，重點介紹瞭代謝組學技術平颱及其在健康疾病、藥物毒性、植物、微生物、營養科學和環境科學研究中的應用，使讀者能在短時間內對新的技術和國內外進展有一全麵瞭解。為適應不同層次人員對代謝組學知識的需求，《生命科學前沿及應用生物技術 代謝組學：方法與應用》在全麵闡述色譜、質譜、核磁共振譜和多變量數據分析方法在代謝組學中的應用的同時，圖文並茂地剖析瞭代謝組學在不同領域內的應用，使讀者能很容易地應用《生命科學前沿及應用生物技術 代謝組學：方法與應用》解決相關領域中的問題。
　　《生命科學前沿及應用生物技術 代謝組學：方法與應用》既可作為從事代謝組學研究的專業人員的參考書，也可作為相關領域研究生的教材。對代謝組學感興趣或具備一定的生物化學和分析化學背景的讀者也可根據自己所從事的專業有選擇地閱讀部分章節。

內頁插圖

目錄

序
前言

第1章 緒論
1．1代謝組學簡介
1．1．1代謝組學發展的時代背景
1．1．2代謝組學研究現狀
1．1．3代謝組學與係統生物學
1．2代謝組學的研究方法
1．2．1樣品采集與製備
1．2．2代謝組數據的采集
1．2．3數據分析平颱
1．2．4代謝組學數據庫
1．3代謝組學的應用
1．3．1藥物研發
1．3．2疾病研究
1．3．3植物代謝組學
1．3．4微生物代謝組學
1．3．5代謝組學與中醫藥現代化
1．4代謝組學發展展望
參考文獻

第2章 氣相色譜-質譜技術在代謝組學中的應用
2．1氣相色譜-質譜聯用技術
2．1．1GC-MS的工作原理
2．1．2全二維氣相色譜-飛行時間質譜聯用技術（GC×GC-TOFMS）
2．1．3質譜譜圖庫
2．2基於GC-MS、GC×GC-TOFMS的代謝組學技術平颱
2．2．1樣品的采集與製備
2．2．2數據采集
2．2．3基於GC-MS、GC×GC-TOFMS技術的代謝組學數據處理
2．2．4代謝物的結構鑒定
2．3代謝組學應用
2．3．1GC-MS在代謝組學研究中的應用
2．3．2全二維氣相色譜在代謝組學研究中的應用
2．4發展與展望
參考文獻

第3章 液相色譜及液相色譜-質譜聯用技術在代謝組學研究中的應用
3．1液相色譜及液相色譜-質譜聯用技術
3．1．1液相色譜
3．1．2液相色譜-質譜聯用
3．1．3基於液相色譜及液相色譜-質譜聯用技術的代謝組學方法的優勢和發展趨勢
3．2用於極性小分子分析的二維液相色譜分離係統
3．3液相色譜及液相色譜-質譜聯用技術在代謝組學研究中的應用實例
3．3．1液相色譜代謝輪廓分析方法用於肝髒疾病嚴重程度的診斷
3．3．2基於液相色譜-質譜聯用技術的代謝組學方法用於慢性乙型肝炎的急性發作疾病研究
3．3．3全二維親水作用色譜質譜聯用技術用於極性復雜樣品中結構類似組分的分離和鑒定
參考文獻

第4章 超高效液相色譜-質譜及在代謝組學中的應用
4．1超高效液相色譜的理論基礎
4．1．1vanDeemter方程
4．1．2超高效液相色譜儀器
4．2超高效液相色譜與HPLC分析性能的比較
4．2．1超高效液相色譜與HPLC色譜分離性能的理論比較
4．2．2超高效液相色譜、HPLC與質譜聯用性能的比較
4．3超高效液相色譜在代謝組學中的應用
4．3．1超高效液相色譜-質譜用於代謝組學研究的優勢
4．3．2超高效液相色譜與質譜聯用用於代謝組學研究實例
參考文獻

第5章 毛細管電泳-質譜聯用技術在代謝組學研究中的應用
5．1毛細管電泳-質譜聯用技術簡介
5．1．1同軸液體鞘流
5．1．2無鞘接口
5．1．3液體連接
5．2基於毛細管電泳-質譜聯用技術的代謝組學平颱
5．2．1陽離子代謝物CE-MS分析方法
5．2．2陰離子代謝物CE-MS分析方法
5．2．3多價陰離子代謝物CE-MS分析方法
5．3毛細管電泳在代謝組學中的應用研究
5．3．1微生物菌株細胞提取物的代謝分析
5．3．2植物細胞提取物的代謝分析
5．3．3疾病診斷和生物標誌物發現
5．3．4食品安全
5．3．5細胞基因和蛋白質功能研究
參考文獻

第6章 核磁共振在代謝組學研究中的應用
6．1核磁共振波譜分析原理
6．1．1核磁共振概論
6．1．2核磁共振波譜儀
6．1．3核磁共振氫譜
6．1．4核磁共振碳譜
6．1．531P及15N核磁共振
6．2代謝組學中的核磁共振波譜分析方法
6．2．1樣品的準備
6．2．2實驗數據的獲得
6．2．3數據分析
6．3核磁共振在代謝組學研究中的應用
6．3．1在藥物毒理學評價研究中的應用
6．3．2在人體代謝和動物代謝研究中的應用
6．3．3在病理和生理研究中的應用
6．3．4在環境監測方麵的應用
6．3．5在植物化學研究中的應用
6．3．6在微生物係統研究中的應用
6．4展望
參考文獻

第7章 代謝組學研究中常用的化學計量學方法
7．1數據預處理方法
7．1．1原始數據矩陣的獲得
7．1．2自變量篩選
7．1．3數據的標度化及濾波
7．2常用的模式識彆方法
7．2．1無監督的模式識彆方法
7．2．2有監督的模式識彆方法
7．3數據庫及專傢係統
參考文獻

第8章 類脂和類脂組學
8．1類脂分子的結構和功能
8．1．1非極性類脂
8．1．2極性類脂
8．1．3類脂代謝物
8．2類脂的分子生物學
8．2．1錶麵化學和界麵催化
8．2．2膜類脂分子是信號轉導分子的前體
8．2．3類脂-蛋白質相互作用
8．3類脂研究中的分析方法
8．3．1類脂的提取方法
8．3．2類脂的分析方法
8．4ESI-MS在類脂分析中的定量方法
8．4．1內標化閤物的選擇
8．4．2MS在定量分析類脂分子中存在的問題
8．4．3ESI-MS在類脂研究中的定量方法
8．5類脂組學及其應用
8．5．1類脂組學
8．5．2類脂組學中類脂分子識彆的策略
8．5．3基於質譜技術的幾種類脂組學方法
8．5．4類脂組學在微生物研究中的應用
8．5．5類脂組學在宿主-病原體相互作用研究中的應用
8．5．6類脂組學在n-3多不飽和脂肪酸影響細胞膜微區域研究中的應用
8．5．7類脂組學在疾病和藥物開發研究中的應用
8．5．8類脂組學在功能研究中的應用
8．5．9類脂組學在藥物濫用研究中的應用
8．5．10與類脂組學相關的數據庫
小結
參考文獻

第9章 代謝組學在疾病分型和標誌物發現研究中的應用
9．1引言
9．2代謝組學用於心血管疾病嚴重程度的診斷
9．3基於修飾核苷的代謝組學用於肝髒疾病的研究
9．3．1代謝物的靶標分析
9．3．2順二醇類代謝物的輪廓分析
9．3．3潛在標誌物的尋找
9．4代謝組學用於惡性腫瘤的研究
9．5代謝組學在其他疾病分型和標誌物發現研究中的應用
參考文獻

第10章 修飾核苷在癌癥診斷和隨訪中的應用
10．1概論
10．1．1癌癥診斷的方法概況
10．1．2腫瘤標誌物的概況
10．1．3修飾核苷的來源及在癌癥患者中修飾核苷增高的根源
10．1．4修飾核苷作腫瘤標誌物的可行性
10．2體液中修飾核苷的分析和數據處理
10．2．1體液中修飾核苷的分析
10．2．2多變量可視化數據分類的方法
10．3尿中核苷在惡性腫瘤診斷、治療隨訪中的應用
10．3．1尿中修飾核苷分布模式的建立
10．3．2核苷作為腫瘤標誌物在多種腫瘤中的應用研究
10．3．3良性、惡性腫瘤尿中修飾核苷排放差異的研究
10．3．4修飾核苷用於檢測手術和治療效果的評價
10．3．5化療對尿中核苷排放水平的影響
10．3．6尿中核苷作腫瘤標誌物實際應用範例
參考文獻
……

第11章 代謝組學在糖尿病研究中的應用
第12章 代謝組學在營養學研究中的應用
第13章 代謝組學與藥物研究
第14章 代謝組學在植物研究中的應用
第15章 代謝組學在微生物學中的應用
第16章 代謝組學在環境科學中的應用

前言/序言

　　1995年，本人獲馬普（Max-Planck-Institute）研究基金資助，前往德國圖賓根大學醫學院（University of Tuebingen）作高級訪問學者，開始涉足生命科學的研究。作為年輕的科學工作者，本人深知分析化學在生命科學中的重要性。健康與疾病是生命科學研究中永恒的主題，也是國傢和社會發展中需要長期關注和投入的領域，為此，我選擇瞭尿液中代謝組分和惡性腫瘤的關係作為切人點，采用親和色譜的方法提取尿液中的修飾核苷，並首次建立瞭分析尿液中核苷的毛細管電泳方法，使檢測分辨率提高的同時，也提高瞭分析通量。通過對罹患十幾種不同癌癥的患者尿液進行檢測發現，癌癥患者的尿液中修飾核苷總量明顯高於正常人。但是始終沒有發現某種特定核苷與癌癥的關聯。事實上，在不同的癌癥患者個體中，並非所有修飾核苷的排放量均産生有規律的增高現象，而是齣現瞭有的顯著增高、有的略有增高、有的甚至反而降低的復雜情況。通過對大量數據的研究錶明，癌癥患者尿液中沒有一種修飾核苷的排放量總是高於正常人，以其中某種修飾核苷的排放量作為依據時，癌癥的檢齣率僅為40%左右。由此判定，采用單一代謝物指標進行癌癥診斷的思路是值得商榷的。
　　人體是個復雜的係統，存在於這一係統中的物質之間必然存在著聯係，那麼修飾核苷之間也可能存在著某種聯係。由此，我們在1997年開始將多變量的模式識彆方法用於癌癥診斷，對近韆個癌癥患者尿樣中核苷的濃度數據進行處理，原先無序可循的數據則奇跡般地變得有規律起來。最終我們證明，尿液中修飾核苷的代謝模式變化可用於癌癥的早期發現和術後隨訪，並具有廣譜性，尤其適用於手術效果評價及預後評估。
　　在此基礎上我們意識到，以小分子的産生作為錶象的代謝活動應能夠更準確地反映生物係統的狀態，易於與現實世界建立正確的聯係。對代謝物必須進行綜閤分析，也即隻有對整個代謝指紋按“組學”的方式進行研究纔有意義，疾病早期發現和診斷也應從利用單一標誌物嚮組閤標誌物轉變。恩師盧佩章院士早年提齣的希望我們能進行“建立人體體液化學指紋數據庫”的構想就是要用分析化學的方法，把一個人從嬰幼兒到成年的化學指紋變化記錄下來，從中發現個體疾病易感性，實際上就是人群的“代謝組學”研究。
　　2001年，在中國科學院大連化學物理研究所骨乾人員參加的科研規劃研討會上，本人受當時的所長包信和研究員的邀請做瞭專題報告，第一次在所裏正式介紹“代謝組學”，並被列為中國科學院知識創新工程（二期）重點支持方嚮。同年，楊勝利院士齣任我所生物技術研究部主任，將“代謝組學”研究作為部裏的重要發展方嚮，並將我們的研究平颱介紹給相關單位。本課題組也在此時擁有瞭新名字——高分辨分離分析及代謝組學，並成為後來成立的大連化學物理研究所“代謝組學研究中心”的核心。這是學科凝煉的結果，也忠實記錄瞭我們進行代謝組學研究的發展軌跡。
　　與此同時，科技部做齣瞭及時的支持，2003年設立瞭國內第一個針對代謝組學的國傢高技術研究發展計劃（“863”計劃）項目——代謝組學技術平颱的研究，由本人擔任項目負責人。2003年底，中國科學院在上海生命科學院召開瞭關於“植物、微生物代謝組學和代謝工程”學術研討會。在會上，本人受邀做瞭題為“植物、微生物代謝組學技術平颱的研究”的報告，會場座無虛席，與會科研人員和青年學生對代謝組學所錶現齣的熱情與2002年的情景形成鮮明對比。那年，同樣是我受吳傢睿副院長邀請在上海生命科學院做類似報告，吳院長為避免“冷場”，不得不親自嚮逐個部門打電話動員聽眾。短短一年半時間，代謝組學在國內的“知名度”有瞭如此飛躍使本人在感動於國內科研人員巨大熱情和科研敏感性的同時，更加堅定瞭進行代謝組學研究、推廣代謝組學科學的信心。
　　近年來代謝組學蓬勃的發展勢頭與多學科領域科學傢以及政府部門的極大重視密不可分。特彆是在“十一五”期間，科技部先後在國傢重大研究計劃“蛋白質科學”、國傢重點基礎研究發展規劃（“973”）、“863”計劃和“十一五”科技支撐項目、食品安全等方麵支持瞭代謝組學的研究。代謝組學和係統生物學被科技部和歐盟第7框架計劃列為促進中醫藥現代化的主要途徑之一。國傢自然科學基金委員會化學科學部連續多年將“組學分析中的新原理、新方法和新技術”列為重點項目支持方嚮。同時很多科學傢也都急於進入這個新的研究領域。為瞭適應我國代謝組學高速發展的需要，滿足廣大科學工作者的要求，我們在前期工作的基礎上，應科學齣版社邀請，撰寫瞭本書。
　　本書第1、10章由許國旺撰寫；第2章由路鑫撰寫；第3章由楊軍和王嬡撰寫；第4章由趙欣捷撰寫；第5章由石先哲撰寫；第6章由田晶撰寫；第7章由孔宏偉撰寫；第8章由王暢撰寫；第9章由楊軍撰寫；第11章由袁凱龍、王暢、楊軍撰寫；第12章由尹沛源撰寫；第13章由汪江山撰寫；第14章由馬晨菲撰寫；第15章由高鵬撰寫；第16章由趙春霞撰寫。全書由許國旺統一匯總、定稿。這些作者都是奮戰在代謝組學科研一綫的青年，他們具有豐富的代謝組學研究經驗，同時一直密切關注國際上代謝組學研究的發展，因此，此書中的許多內容反映瞭當前代謝組學的最新進展，也包含瞭本研究組從1996年以來在相關領域取得的研究成果。本書除闡述代謝組學的發展曆史和特點外，重點介紹瞭代謝組學技術平颱及其在疾病、藥物、微生物、營養和環境研究中的應用，使讀者對代謝組學研究的最新技術和國內外進展有一較為係統的瞭解。除全麵地講解瞭關於色譜（GC、LC）、質譜（MS）、核磁共振（NMR）和多變量統計方法在代謝組學中應用的基礎知識外，本書力求圖文並茂地剖析大量研究實例，展示代謝組學在不同領域內發揮的作用，使讀者能夠更好地應用本書解決生命科學麵臨的實際問題，以適應不同層次科研人員對代謝組學知識的需求。
生命科學前沿及應用生物技術 代謝組學：方法與應用 下載 mobi epub pdf txt 電子書

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