开题报告内容：（包括拟研究或解决的问题、采用的研究手段及文献综述，不少于2000字）
研究背景：
短链脂肪酸是肠道菌群主要的代谢产物，它们主要来自于肠道菌群对碳水化合物的分解。尤其是与结肠相关的药理作用，因此人们对这些化合物的研究逐渐增加。短链脂肪酸是结肠重要的有机阴离子，通过离子或者非离子形式被结肠粘膜吸收，成为结肠和小肠主要的供能物质。它还可以促进钠离子的吸收，结肠细胞增殖和黏膜生长。炎性结肠炎与缺少短链脂肪酸相关，同时它们在预防结肠癌的发生上起到了重要作用。尤其是丁酸被认为是潜在的继发性化学保护剂，它主要通过降低结肠癌细胞的生长速度和激活癌细胞的凋亡来发挥作用。因此，复杂生物样品中，尤其是粪便中的短链脂肪酸进行定性和定量的分析就显得十分重要。
由于短链脂肪酸的生物相关性和潜在的健康效应，人们已经做出许多努力来发现一种能够在复杂的生物基质，尤其是粪便样本中能够快速，准确的定量识别短链脂肪酸。人们使用不同的分离技术来测量生物样本中的短链脂肪酸，通常情况下，气相色谱法适合于分析短链脂肪酸。有文献报道注入色谱柱之前短链脂肪酸的提取物会进行不同的前处理，比如蒸汽蒸馏，减压蒸馏，或者气相色谱与火焰离子化监测器连用分析水溶液后进行超滤，以及在酸化的水溶液中进行蒸发和再溶解后，主要通过乙醚或者乙醇等有机溶剂进行提取等。这些方法一个非常重要的缺点就是样本复杂的前处理过程涉及到许多步骤，包括蒸发过程，这些过程容易导致挥发性酸的丢失。此外，在许多情况下，在提取后所必需的衍生化步骤，可以提高挥发性，色谱性能在使用火焰离子化检测器或者质谱检测器可以提好化合物的反应系数。然而，衍生化步骤会使整个分析时间延长，而且经常要求反应条件的进一步优化。
为了能够缩短短链脂肪酸的分析时间，在某些酸化的条件下，运用GC-FID方法，直接注入样品已经得到了优化，这种方法也具有一定的保障.但是，使用这种方法，色谱柱的寿命会由于非挥发性的物质大大缩短。除此之外，在样品的制备过程中如果使用水的话，往往需要选择合适的色谱柱.虽然FID已经被广泛用于短链脂肪酸的分析，但是气相色谱与质谱连用技术可以提高分析的选择性和敏感性.然而，为了能够有效地使用GC-MS系统，那么在样本准备过程中就要避免使用水，因为水分能够很大程度上影响MS的测定。
研究目的：
- 通过本课题掌握短链脂肪酸测定方法的选择和方法建立的一般程序。
- 通过本次课题找到粪便中短链脂肪酸含量的测定方法并且进行方法的验证。
- 结合有机溶剂简单样品前处理方法，使用GC-MS相结合的分析方法进行粪便样本中短链脂肪酸的定量与定量。
- 结合短链脂肪酸和GC-MS的特点，学会短链脂肪酸的前处理方法以及GC-MS设备的使用。
研究方法：
在小肠中未被吸收和消化的碳水化合物会被结肠中的细菌发酵，生成短链脂肪酸短链脂肪酸，主要是乙酸，丙酸和丁酸。多肽和蛋白质的消化也促进了短链脂肪酸的生成。在健康人体内的短链脂肪酸的种类和含量主要取决于结肠中微生物的种类和数量，底物的来源还有在肠道中的运输时间。大约80-90℅的短链脂肪酸在结肠中吸收，其余的排泄在粪便中。有越来越多的证据证明了它们对身体有益，尤其是与结肠相关的药理作用，因此人们对这些化合物的研究逐渐增加。炎性结肠炎与缺少短链脂肪酸相关，同时它们在预防结肠癌的发生上起到了重要作用。尤其是丁酸被认为是潜在的继发性化学保护剂，它主要通过降低结肠癌细胞的生长速度和激活癌细胞的凋亡来发挥作用。
早期使用滴定法测定短链脂肪酸的含量，但是该方法准确性和特异性都比较差。现在，气相色谱法，液相色谱法和毛细管色谱法已经得到了广泛应用。我们在各种基质中都可以进行短链脂肪酸的测定，包括萃取，各种各样的蒸馏，纸色谱以及化学电泳。然而，大量的样本处理和准备显得十分复杂。气相色谱法适合于在水溶液中进行定量分析短链脂肪酸的浓度。早期的气相色谱法需要将游离的脂肪酸要在分析前提取到非水溶性的溶剂中，从而避免水溶性样本对色谱柱的破坏。但是，这个方法对于大量的临床样本就显得很不方便。由于这些化合物的生物相关性，我们需要去找到一种对于大量的生物样本能够快速，有效，廉价，敏感的分析方法。
短链脂肪酸极性大，挥发性强，水溶性大，因此通常情况下需要对样品进行前处理。通常情况下，短链脂肪酸在进行测定之前需要进行衍生化处理，从而降低挥发性酸的损失。气相色谱法是测量短链脂肪酸最为广泛的方法。但是样品中的酸会使准确度和精确度下降。火焰离子化检测器是测定短链脂肪酸最常用的检测器，它的灵敏度较高。但是由于生物样品中短链脂肪酸的含量比较低，会使测量的准确度下降，重现性也会相应地降低。因此，采用GC-MS测定短链脂肪酸可以提高分析的灵敏度。
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