綠豆作為一種大宗糧食作物,營(yíng)養(yǎng)豐富,可以直接食用,也可培育為豆芽或制成淀粉及其制品等。研究種子的萌發(fā)過程能夠?yàn)榧Z食研究提供重要的科學(xué)依據(jù)和數(shù)據(jù)基礎(chǔ),為了研究植物在代謝過程中代謝物的變化,分別對(duì)綠豆種子在24, 36和48 h的萌發(fā)樣品進(jìn)行代謝物的提取,通過¹H-NMR測(cè)試,分析綠豆在不同萌發(fā)時(shí)間內(nèi)代謝物的變化。¹H-NMR除無(wú)損、穩(wěn)定等特點(diǎn)外,尚存在一些不足,例如該方法靈敏度較低,在復(fù)雜體系中譜峰會(huì)存在嚴(yán)重重疊現(xiàn)象,不易分辨代謝物特征峰,因此需要化學(xué)計(jì)量學(xué)方法對(duì)其中的信息進(jìn)行提取。采用了多元曲線分辨-交替最小二乘法(MCR-ALS)分析NMR的代謝組學(xué)數(shù)據(jù)。MCR為雙線性模型,能夠?qū)�測(cè)定的復(fù)雜數(shù)據(jù)矩陣分解并提供各主成分NMR純光譜和其對(duì)應(yīng)的相對(duì)濃度,在代謝組學(xué)中能夠獲得具有實(shí)際理化意義的結(jié)果,便于檢索光譜中對(duì)應(yīng)譜庫(kù)的代謝物及其濃度變化。僅使用非負(fù)約束往往導(dǎo)致雙線性模型無(wú)法獲得唯一解,在本文中, MCR迭代過程除了施加非負(fù)約束還使用了選擇性約束,對(duì)于判斷不包含相應(yīng)代謝物的主成分,可將其¹H-NMR譜圖強(qiáng)度約束為零。結(jié)果表明...

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圖1綠豆萌發(fā)代謝物的原始1H-NMR圖譜

圖1為經(jīng)過預(yù)處理后的核磁共振譜,每條譜線對(duì)應(yīng)一個(gè)待測(cè)樣本的氫譜。通過圖1可以看出在各豆種子萌發(fā)的NMR圖譜中存在一定差異,然而由于代謝成分較為復(fù)雜,各化合物的特征峰高度重疊,難以獲得有用的代謝規(guī)律信息。圖2為MCR僅在對(duì)濃度和光譜方向使用非負(fù)約束下的結(jié)果,圖中分別顯示....

圖2僅使用非負(fù)約束條件下,MCR獲得的三種主成分對(duì)應(yīng)物質(zhì)的的含量變化及其1H-NMR圖

圖2為MCR僅在對(duì)濃度和光譜方向使用非負(fù)約束下的結(jié)果,圖中分別顯示了三個(gè)時(shí)間段樣本濃度變化的箱型圖及其對(duì)應(yīng)主成分的NMR純光譜。NMR純光譜從圖(a2),(b2)和(c2)中可以看出三種主成分的光譜信息,具體特征峰對(duì)應(yīng)代謝物如表1。箱型圖由最小值(min),下四分位數(shù)....

圖3MCR結(jié)合選擇性約束(第二個(gè)主成分,24h組)得到的各主成分的1H-NMR和濃度箱型圖

如圖3所示,依照僅非負(fù)約束MCR結(jié)果的提示對(duì)第二主成分,在24h組的樣本濃度方向施加選擇性約束。圖3(a1),(b1)和(c1)三幅圖分別為在此約束條件下,第一主成分、第二主成分以及第三主成分在24,36和48h含量而得出的誤差圖。圖3(a2),(b2)和(....

圖4MCR結(jié)合選擇性約束(第二個(gè)主成分,24h組)得到的各主成分的1H-NMR圖

圖3MCR結(jié)合選擇性約束(第二個(gè)主成分,24h組)得到的各主成分的1H-NMR和濃度箱型圖根據(jù)文獻(xiàn)[6]對(duì)綠豆種子提取物中的代謝物特征峰進(jìn)行識(shí)別,可從MCR結(jié)果的圖譜中找到如表1所示代謝物。

本文編號(hào)：4003787