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精油香气抗焦虑作用的代谢组学研究

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摘要

专业词汇缩写表

第一章 前言

1.1 课题背景介绍

1.1.1 代谢组学概论

1.1.2 基于色谱质谱联用技术的代谢组学

1.1.3 焦虑问题概述

1.1.4 精油与抗焦虑

1.2 本研究的意义以及研究内容

1.2.1 本研究的意义

1.2.2 本研究的内容

参考文献

第二章 基于GC-TOF/MS的模型大鼠尿液的代谢组学研究

2.1 引言

2.2 实验材料

2.2.1 试剂及药品

2.2.2 实验动物

2.2.3 实验仪器

2.3 实验方法

2.3.1 高架十字迷宫实验

2.3.2 尿液样本采集

2.3.3 样本前处理方法

2.3.4 气相色谱/飞行时间质谱检测程序

2.3.5 数理统计方法

2.4 实验结果

2.4.1 精油香气嗅闻对大鼠体重的影响

2.4.2 EPM大鼠行为学结果

2.4.3 多维统计分析

2.4.4 精油香气导致大鼠内源性代谢物的变化

2.4.5 讨论

2.5 本章小结

参考文献

第三章 基于GC-TOF/MS的大鼠脑组织的代谢组学研究

3.1 引言

3.2 实验材料

3.2.1 试剂及药品

3.2.2 实验动物

3.2.3 实验仪器

3.3 实验方法

3.3.1 脑组织样本采集

3.3.2 进样前衍生化反应

3.3.3 GC/MS分析及条件设定

3.3.4 数据处理和模式识别

3.4 实验结果

3.4.1 多维统计分析

3.4.2 精油香气导致大鼠脑组织代谢物的变化

3.4.3 讨论

3.5 本章小结

参考文献

第四章 基于UPLC/Q-TOF-MS的大鼠尿液代谢组学研究

4.1 引言

4.2 实验材料

4.2.1 样本的采集

4.2.2 实验仪器和试剂

4.3 实验方法

4.3.1 尿液前处理

4.3.2 超高压液相色谱/四级杆-飞行时间串联质谱(UPLC/Q-TOF-MS)分析条件

4.3.3 数理统计方法

4.4 实验结果

4.4.1 尿样分析的典型UPLC/Q-TOF-MS基峰强度图

4.4.2 多维统计分析

4.5 讨论

参考文献

第五章 基于UPLC/Q-TOF-MS的大鼠脑组织的代谢组学研究

5.1 引言

5.2 实验材料

5.2.1 样本的采集

5.2.2 实验仪器及试剂

5.3 实验方法

5.3.1 脑组织前处理

5.3.2 UPLC/Q-TOF-MS分析条件

5.3.3 数据处理方法

5.4 实验结果

5.4.1 多维统计分析

5.4.2 精油香气导致大鼠脑组织代谢物的变化

5.5 讨论

5.6 结论

参考文献

第六章 联合应用GC-TOF/MS和UPLC/Q-TOF-MS的志愿者尿液代谢组学研究

6.1 引言

6.2 实验材料

6.2.1 样本的采集

6.2.2 实验仪器及试剂

6.3 实验方法

6.3.1 GC/TOF-MS和UPLC/Q-TOF-MS前处理及分析条件

6.3.2 数据处理方法

6.4 实验结果

6.4.1 症状自评量表SCL-90结果

6.4.2 多维统计分析

6.4.3 代谢差异物的发现

6.5 讨论

参考文献

第七章 精油成分测试与分析

7.1 引言

7.2 实验仪器和材料

7.3 实验方法

7.3.1 GC和GC-MS分析条件

7.3.2 精油成分分析与对比鉴定

7.4 实验结果

7.5 讨论

参考文献

第八章 总结与展望

8.1 研究工作总结

8.2 全文结论

8.3 论文创新点

8.4 展望

致谢

攻读博士学位期间的主要成果

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摘要

焦虑症是目前常见的流行性精神问题之一,在全世界范围内影响着很多人的身心健康。通过嗅闻精油香气或者精油透过皮肤按摩吸收,可以调整及改善人的生理、情绪以及心理状况。虽然临床研究以及芳香疗法应用实践表明精油具有明显的治疗效果,但是有关于精油功效的科学证据依然相当匮乏,尤其缺乏采用严密的分析方法捕捉对人体生物学的可识别影响的研究结果。
   本论文首次应用代谢组学方法研究精油抗焦虑功效。利用色谱-质谱联用技术,包括气相色谱/飞行时间质谱(GC-TOF/MS)和超高效液相色谱-质谱(UPLC/Q-TOF-MS)技术,对大鼠尿液和脑组织样本以及人的尿液样本进行了代谢物的高通量检测,并完成了数据的统计学分析。
   主要内容和结果如下:
   1、采用大鼠非条件反射焦虑模型——高架十字迷宫(EPM)对精油香气对于动物的焦虑行为的影响进行评价,利用色谱质谱联用技术测试尿液和脑组织样本,分析高架十字迷宫(EPM)组与闻香-EPM组的代谢谱差异。研究捕捉到了基于大鼠高架十字迷宫焦虑模型(EPM)的精油抗焦虑作用以及香气诱发的生物体内代谢变化。与未嗅闻香气的EPM大鼠相比,嗅闻精油香气的EPM大鼠代谢物的变化减弱,表明闻香-EPM组的代谢水平波动程度较小,说明精油香气的吸入缓解了大鼠因EPM实验所产生的代谢波动。精油香气对于代谢变化的平抑作用与EPM行为学评价中闻香-EPM组的开放臂进入时间比例OT%和开放臂进入次数比例OE%上升的结果是一致的。
   2、通过志愿者精油闻香实验,采收闻香期前后的尿液样本,利用GC-TOF/MS及UPLC/Q-TOF-MS分析测试平台技术,结合SCL-90状态自测量表,对人体在精油香气的作用下的情绪变化和体内代谢物差异进行分析。结果表明,利用非监督的PCA方法,较难分离闻香期前后志愿者尿液中的代谢物谱图,运用PLS-DA方法进行分析,可以明显地观察到闻香前后代谢谱存在的差异。进一步运用GC-TOF/MS和UPLC/Q-TOF-MS数据进行联合分析,发现了不同的人对于精油香气扰动的代谢物表现差异是非常大的,可以明显地呈现出精油香气易感和不易感两个群体。对发现的29个重要差异性代谢物进行分析,表明焦虑情绪的变化可能与能量代谢、氨基酸代谢以及有机酸代谢、肠道菌群代谢等代谢通路的变化具有相关性。
   3、利用气相色谱(GC)和气相色谱-质谱联用(GC-MS),结合保留指数的计算和匹配,对精油的成分进行分析。定性定量出34种化合物,相对含量为92.81%,其中主要成分为醇类34.14%、萜烯类27.77%、酯类26.27%。
   本论文创新性地基于代谢组学对精油抗焦虑功效进行了研究,本研究的意义在于首次表明通过代谢组学技术可以捕捉精油香气对于生物体所产生的微妙的代谢变化,为探寻焦虑相关行为的作用通路和进一步研究精油的抗焦虑机理奠定了基础和指引了方向。

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