نقش طيف سنجي تشديد مغناطيسي هسته پروتون(1HNMR) در تشخيص زود هنگام بيماري ها با رويكرد متابولوميكس

The Importance of Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy (1HNMR) in the Early Detection of Diseases by Metabolomics Approach

متابولوميك به عنوان زمينه تحقيقاتي بين رشته اي توجه دانشمندان زيادي را در سالهايي اخير به خود جلب كرده است. يكي از قدرتمند ترين ابزارهاي مطالعات متابوليكي، تشديد مغناطيس هسته (NMR) مي باشد. در اين مقاله مروري به جايگاه NMR در تشخيص زود هنگام بيماري و كشف شاخص هاي زيستي در مطالعات متابوليكي به منظور شناسايي متابوليتهاي درگير در فرآيند هاي شيميايي مختلف (همچون بيماري، مصرف دارو ، مقايسه چند حالت فيزيولوژيكي و ...) پرداخت شده است. NMR به مانند يك پنجره اي است براي مشاهده ي دقيق اكثر تركيبات شيميايي موجود در مايعات زيستي( سرم، پلاسما، عصاره سلولي و...با طيف سنج محلول ) و ساير نمونه ها همچون (بافت ، ارگان و يا ديگر نمونه هاي جامد و يا نيمه جامد با روش طيف سنجي حالت جامد و طيف سنجي NMR در حال چرخش زاويه جادويي ) بدون نياز به دستكاري نمونه و مشتق سازي مايعات مهم زيستي كه محققين در ساير تكنيكهاي آناليز مجبور به استفاده هستند.تكرار پذيري بالاي نتايج كار، زمان كوتاه آزمايش نسبت به ساير تكنيكها از مزاياي اين روش محسوب مي شود. جايگاه كمومتريكس و آناليزهاي چند متغيره (آناليزهاي غير نظارتي و نظارتي) در متابولوميك به دليل پيچيدگي طيف‌هاي موجود از اهميت شاياني برخوردار است. در ادامه مقاله، پايگاه هاي داده مهم و پر كاربرد و نرم افزارهاي اختصاصي مورد استفاده در مطالعات متابوليكي بر پايه NMR معرفي شده اند و در انتها پيشرفت‌هايي كه اخيراً، در حوزه قدرتمند كردن وكاستن محدوديتهاي اين تكنيك بوجود آمده است پرداخت شده است.

As an interdisciplinary research field, metabolomics studies have attracted many scientists in recent years. One of the most powerful tools for metabolomic studies is nuclear magnetic resonance (NMR). In this paper, we will review the status of NMR in diagnosis of disease and the discovery of biomarkers in metabolic studies in order to identify the metabolites involved in various chemical processes (such as disease, drug use, comparison of several physiological conditions, etc.). NMR is like a window for accurate observation of most of the chemical compounds present in biological fluids (serum, plasma, cell extract, etc. with solution NMR) and other samples such as (tissue, organ or semi-solid samples by solid state spectroscopy and MAS spectroscopy (magic-angle spinning) without the need for manipulation of the sample and the derivation of important biological fluids that the researchers have to force in other analysis techniques. The high repeatability of the results, the short time of experimentals are considered to be the advantages of this method versus other techniques. The role of chemometrics and multivariate analysis (unsupervised and supervised classification) in metabolomics studies are important due to the complexity of the existing spectrum. In the following, article introduces important and useful databases and proprietary software used in NMR-based metabolic studies. Finally, improvements have recently been made in the area of enhancing and limiting the limitations of this technique