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靶向(xiang)代谢組學是一類聚焦於生物樣本中已知代(dai)谢物檢測的分析方法，在代谢研(yan)究领域占據(ju)重要地位。该方法以標準品作為參照依據，對(dui)特定代谢物進行针(zhen)對性、特异性的檢(jian)測與定量分析，最終获得絕對定量結果，这種高精(jing)度的定量数據為后續代谢分子標志(zhi)物的深入研究和開发利用奠定了坚實的科學基礎。與非靶向代谢組學的(de)廣泛筛(shai)查策略相比，靶向(xiang)代谢組學采取更(geng)為集中的分析思路，通常聚焦於(yu)一組预先確定的特定代(dai)谢物，这些代谢物的(de)選擇往往基於已有的研究文献积累、對生物學(xue)過(guo)程的認知理解，或是特定的代(dai)谢生(sheng)化途径的理论指导，从而實現更高的檢測灵敏度和準確性。
通過采(cai)集和分析患者體内代谢物的質谱圖谱，建立代谢指纹库，可以進行疾病分(fen)類诊断、生物(wu)標志物的发(fa)現與驗證、個性化治疗方案製(zhi)定、疾病機(ji)理(li)機製深層研究、新型药物開发和药物作用機(ji)製研究等
涉及疾病研究领(ling)域(yu)的疾病分類、生物標志物(wu)探索、個性化治疗(liao)方案設計、疾病(bing)機理機製阐明等多個方向，同時涵盖药效(xiao)評价體系、药物開发流程、药物作用機理等相
研究(jiu)肉類品(pin)質、致(zhi)病機理、生长发育機製等。
包括(kuo)抗胁迫研究(jiu)、植(zhi)物生(sheng)长发育、天然產(chan)物研(yan)究等。
包括食品(pin)储藏、食品(pin)鉴定、加工工藝、功能性食品等。
探索致病機(ji)理(li)、耐药(yao)機製、病原(yuan)體(ti)-宿主相互(hu)作用(yong)等。
關注发酵過程優化、生(sheng)物燃料生產(chan)、環境危害風险評估等。
研究渔業资源、海(hai)洋养殖、渔業環境與水(shui)產品安全等。
支持非靶代谢、非(fei)靶脂質以及靶向代(dai)谢研究
| 非靶向代谢組學 | 非靶向脂質組學 |
胆汁酸（40種） 氨基酸（38種） 短鏈脂肪酸（8種） 长鏈脂肪酸（37種） 類固醇激素（20種） 神經酰胺（50種） 酰基肉碱（38種） 儿茶酚胺（6種） |
氧化三甲胺（4種） 有機酸（12種） 脂溶性維生素（15種） 水溶性維生素（14種） 肠道菌群共代谢物（50種） 黄酮類（35種） 植物激素（6種） |
数據库(ku)中包含(han)6000+標準品自(zi)建库以及人工整合高質量公共库(ku)，总計(ji)10萬+代谢物。通過標準品谱圖库以及(ji)公共库二級谱圖(tu)進行定性，有效控製假阳性率，鉴定物質(zhi)更(geng)準確。
不同(tong)的代谢物在正离子模式和负离子模式(shi)下可能產生不同的离子化效率和碎片模式，这一特性決定了分析策略(lve)的(de)選擇。正负离子雙重掃描技術通過在同一分析周(zhou)期内快速切换掃(sao)描極性，為复雜生物樣品提供了更全面的化學信息获取途径。该技術在增強灵敏度、實(shi)現快速極性切换和提供高分辨率質谱分析能力(li)的同時，使代(dai)谢物的檢測更加深入(ru)。
非靶代谢組學采用超高效(xiao)液(ye)相色谱串聯質谱技術對樣本進行檢測分析，通過構建的6000+標準品谱(pu)圖库與10萬+人工整合的高質量公共库二級谱圖(tu)数據库進(jin)行精確定性，能够鉴(jian)定出樣本中更多更準確的代谢(xie)物成分。该方法在(zai)复雜生物(wu)樣本的代谢物鉴定中表現出色，平(ping)均定性(xing)鉴定数可達1800+，在優化条(tiao)件下最高可檢出3200+種代谢物。非靶脂(zhi)質組學同樣運用超高(gao)效液相色谱串聯質谱進行樣本檢測，建立(li)了包(bao)含超過170萬個脂質分子及其预測碎(sui)片离子信息的脂質組學数據(ju)库，通過精確匹配實現系統且可靠的脂質定性(xing)分析。
发表期刊：Nature communications
影響因子：14.7
发表單位：清華大學药學院
发表時間：2024.02.23
樣本類型 |
樣本來源 |
送樣量 |
最低送樣量 |
動物組織 |
常規組織（脑、心、肝、肾、肺、肌肉等柔软(ruan)組織） | 100mg |
50mg |
坚硬組織（软骨、毛发） |
1g |
500mg | |
植物組織 |
柔软組織（木本植物的叶、花(hua)等，草木植物，藻類，蕨類等植(zhi)物 |
200mg |
100mg |
坚硬組織(zhi)（根、樹皮(pi)、樹枝，果實種子等） |
10g |
5g | |
微生物 |
常见細菌、真菌菌(jun)體（菌體沉淀） |
200mg |
100mg |
細胞 |
悬浮/贴壁細胞（細胞計数(shu)/沉(chen)淀） |
1*10^7 |
5*10^6 |
液體類 |
血浆、血(xue)清(qing)、脑脊(ji)液、尿液、泪(lei)液(ye) |
200uL | 50uL |
上清液 |
唾液、細胞(bao)上清液、发酵(jiao)液、各種提取(qu)液 |
2mL |
1mL |
粪便 |
動物排泄物、肠道内容物、未被消(xiao)化吸收的食品残渣 |
200mg | 50mg |
避免使用溶血樣本。
溶血會明顯(xian)改變血液中的代谢物水平。溶血和清(qing)亮血(xue)清相比，可引起至(zhi)少43種代(dai)谢物水平明顯改變。其中苯丙氨(an)酸(suan)、鳥氨酸、乙酸、柠檬酸、甲酸和琥珀酸等在溶血樣本(ben)中升高，而(er)磷脂酰胆碱和鞘脂等脂類的浓度在(zai)溶血樣本中下降。
采集到的血清、血浆樣本顏色應该是(shi)淡黄色透明或者半透(tou)明液體，如(ru)果发現樣本中是紅(hong)色，說明在樣(yang)本采集過(guo)程中出現了溶血現象。
轻度溶血：＜1%；中度溶血：1-3%，重度(du)溶血大於3%。
已有相關研究報道，血清和血浆这兩(liang)種常见的生物樣本在代谢物的(de)檢出種類方面差异並不明顯，但在代谢物的具體浓度水(shui)平上存在一定的差(cha)异。
血清與血浆樣本在代谢物組(zu)分上呈現出明顯的差(cha)异特征，然而早(zao)在(zai)2011年Nature Protocol就已明確指出，在代谢組(zu)學的血液樣本研究中(zhong)，血浆和血清樣本均(jun)具有應用(yong)价值。这一結论為代谢組學(xue)研究奠定了重要的方(fang)法學基礎。
建議：臨床樣本N≥30、動物(wu)樣本N≥10、細胞樣本 N≥8、植物樣(yang)本(ben)N ≥8、微生(sheng)物樣本N≥8。
