小分子代謝物是生物體內(nèi)代謝過(guò)程中的產(chǎn)物或中間體，處在調(diào)控過(guò)程中的更下游，參與各種生化反應(yīng)（分子量小于 1 000 Da）。代謝組學(xué)研究生物體內(nèi)小分子代謝物的種類和含量變化，這些變化在不同生理、環(huán)境和疾病狀態(tài)下發(fā)生，能反映生物的生化過(guò)程、代謝途徑、生理狀態(tài)和疾病信息，從而揭示表型性狀的調(diào)控機(jī)制。代謝組學(xué)能深層次地展示了各種影響因素對(duì)表型性狀的調(diào)節(jié)機(jī)制，能反映生物體在遺傳變異或環(huán)境刺激等變化后產(chǎn)生的相應(yīng)結(jié)果，從而更接近生物表型。
靶向代謝組學(xué)（Targeted Metabolomics）是一種專注于分析生物樣本中已知代謝物的方法，是以標(biāo)準(zhǔn)品為參照，對(duì)特定代謝物進(jìn)行有針對(duì)性地、特異性地檢測(cè)與分析，得到絕對(duì)定量結(jié)果，可以為后續(xù)代謝分子標(biāo)志物的深入研究和開(kāi)發(fā)利用提供有力支持。與非靶向代謝組學(xué)不同，靶向代謝組學(xué)通常關(guān)注一組特定的代謝物，這些代謝物可能是基于先前研究、生物學(xué)知識(shí)或特定的代謝途徑。
通過(guò)分析患者體內(nèi)代謝物的譜圖，進(jìn)行疾病分類、生物標(biāo)志物的發(fā)現(xiàn)、個(gè)性化治療、疾病機(jī)理機(jī)制研究、藥物開(kāi)發(fā)和藥物作用機(jī)制研究等。
涉及疾病研究（疾病分類、生物標(biāo)志物、個(gè)性化治療、疾病機(jī)理機(jī)制）、藥效評(píng)價(jià)、藥物開(kāi)發(fā)、藥物作用機(jī)理等。
研究肉類品質(zhì)、致病機(jī)理、生長(zhǎng)發(fā)育機(jī)制等。
包括抗脅迫研究、植物生長(zhǎng)發(fā)育、天然產(chǎn)物研究等。
包括食品儲(chǔ)藏、食品鑒定、加工工藝、功能性食品等。
探索致病機(jī)理、耐藥機(jī)制、病原體-宿主相互作用等。
關(guān)注發(fā)酵過(guò)程優(yōu)化、生物燃料生產(chǎn)、環(huán)境危害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估等。
研究漁業(yè)資源、海洋養(yǎng)殖、漁業(yè)環(huán)境與水產(chǎn)品安全等。
支持非靶代謝、非靶脂質(zhì)以及靶向代謝研究
| 非靶向代謝組學(xué) | 非靶向脂質(zhì)組學(xué) |
膽汁酸（40種） 氨基酸（38種） 短鏈脂肪酸（8種） 長(zhǎng)鏈脂肪酸（37種） 類固醇激素（20種） 神經(jīng)酰胺（50種） 酰基肉堿（38種） 兒茶酚胺（6種） | 氧化三甲胺（4種） 有機(jī)酸（12種） 脂溶性維生素（15種） 水溶性維生素（14種） 腸道菌群共代謝物（50種） 黃酮類（35種） 植物激素（6種） |
數(shù)據(jù)庫(kù)中包含6000+標(biāo)準(zhǔn)品自建庫(kù)以及人工整合高質(zhì)量公共庫(kù)，總計(jì)10萬(wàn)+代謝物。通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)品譜圖庫(kù)以及公共庫(kù)二級(jí)譜圖進(jìn)行定性，有效控制假陽(yáng)性率，鑒定物質(zhì)更準(zhǔn)確。
不同的代謝物在正離子模式和負(fù)離子模式下可能產(chǎn)生不同的離子化效率和碎片模式，正負(fù)離子雙重掃描技術(shù)通過(guò)提供更全面的化學(xué)信息、增強(qiáng)靈敏度、快速極性切換和高分辨率質(zhì)譜分析，顯著增強(qiáng)了代謝物檢測(cè)的全面性，在檢測(cè)代謝組時(shí)結(jié)合使用兩種方式可以使代謝物覆蓋率更高，檢測(cè)效果也更好。
非靶代謝組學(xué)運(yùn)用超高效液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜進(jìn)行樣本檢測(cè)，基于6000+標(biāo)準(zhǔn)品譜圖庫(kù)以及10萬(wàn)+人工整合高質(zhì)量公共庫(kù)二級(jí)譜圖進(jìn)行定性，鑒定到更多更準(zhǔn)確的代謝物。平均定性數(shù)1800 +，最高可到3200+。 非靶脂質(zhì)組學(xué)運(yùn)用超高效液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜進(jìn)行樣本檢測(cè)，基于超過(guò)170萬(wàn)個(gè)脂質(zhì)分子及其預(yù)測(cè)碎片離子信息的脂質(zhì)組學(xué)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行匹配，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)地、可靠地脂質(zhì)定性分析。平均定性數(shù)1800 +，最高可到2600+。
發(fā)表期刊：Nature communications
影響因子：14.7
發(fā)表單位：清華大學(xué)藥學(xué)院
發(fā)表時(shí)間：2024.02.23
樣本類型 | 樣本來(lái)源 | 送樣量 | 最低送樣量 |
動(dòng)物組織 | 常規(guī)組織（腦、心、肝、腎、肺、肌肉等柔軟組織） | 100mg | 50mg |
堅(jiān)硬組織（軟骨、毛發(fā)） | 1g | 500mg | |
植物組織 | 柔軟組織（木本植物的葉、花等，草木植物，藻類，蕨類等植物 | 200mg | 100mg |
堅(jiān)硬組織（根、樹(shù)皮、樹(shù)枝，果實(shí)種子等） | 10g | 5g | |
微生物 | 常見(jiàn)細(xì)菌、真菌菌體（菌體沉淀） | 200mg | 100mg |
細(xì)胞 | 懸浮/貼壁細(xì)胞（細(xì)胞計(jì)數(shù)/沉淀） | 1*10^7 | 5*10^6 |
液體類 | 血漿、血清、腦脊液、尿液、淚液 | 200uL | 50uL |
上清液 | 唾液、細(xì)胞上清液、發(fā)酵液、各種提取液 | 2mL | 1mL |
糞便 | 動(dòng)物排泄物、腸道內(nèi)容物、未被消化吸收的食品殘?jiān)?/p> | 200mg | 50mg |
避免使用溶血樣本。
溶血會(huì)明顯改變血液中的代謝物水平。溶血和清亮血清相比，可引起至少43種代謝物水平明顯改變。其中苯丙氨酸、鳥(niǎo)氨酸、乙酸、檸檬酸、甲酸和琥珀酸等在溶血樣本中升高，而磷脂酰膽堿和鞘脂等脂類的濃度在溶血樣本中下降。
采集到的血清、血漿樣本顏色應(yīng)該是淡黃色透明或者半透明液體，如果發(fā)現(xiàn)樣本中是紅色，說(shuō)明在樣本采集過(guò)程中出現(xiàn)了溶血現(xiàn)象。
輕度溶血：＜1%；中度溶血：1-3%，重度溶血大于3%。
已有研究報(bào)道，血清和血漿兩種樣本在代謝物檢出的種類上差異并不明顯，但是代謝物的濃度上存在差異。
雖然血清和血漿樣本的代謝譜存在一定的差異，但是早在2011年nature protocol就提出在代謝組血的研究中血漿和血漿樣本均可應(yīng)用，研究者可根據(jù)自己的研究選擇合適的樣本類型，但在同意研究中所有樣本要保持一致。
建議：臨床樣本N≥30、動(dòng)物樣本N≥10、細(xì)胞樣本 N≥8、植物樣本N ≥8、微生物樣本N≥8。
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