基本概念
代謝物：所有分子量小于1500Da的小分子物質(zhì)石挂，包括糖類、核苷险污、有機酸痹愚、酮類化合物富岳、多肽、氨基酸拯腮、有機胺類窖式、醛類化合物、脂質(zhì)动壤、萜類萝喘、類固醇、生物堿琼懊、小分子藥物等等阁簸。
代謝組：一個細胞、組織哼丈、器官中所有代謝物的集合启妹。
代謝組學：利用高通量的技術來鑒定和定量一個細胞、組織或器官中所有小分子或代謝物的生命科學研究醉旦。
代謝組學分類與應用
| 非靶向代謝組學 | 靶向代謝組學 | |
|---|---|---|
| 研究目的 | 無偏向性的對所有小分子代謝物同時進行檢測分析 | 對指定列表的代謝產(chǎn)物的分子饶米，特別針對一種或幾種途徑的代謝產(chǎn)物 |
| 優(yōu)點 | 無偏向性，高通量车胡，樣本無序特出處理且一次進樣分析 | 靈敏度高檬输，完全定量，可得到樣本中代謝物的濃度 |
| 缺點 | 需要進行復雜的生物信息學分析吨拍；只能獲得半定量的結果 | 需要購買標準品褪猛，進行分析方法的開發(fā)、驗證羹饰，研究成本高 |
| 分析平臺 | NMR伊滋、LC-MS、GC-MS等 | HPLC队秩、GC笑旺、LC-MS、GC-MS等 |
| 分析技術 | 靈敏度mol | 優(yōu)勢 | 缺點 |
|---|---|---|---|
| 核磁共振NMR | 10-6 | 無創(chuàng)檢測馍资，樣品需求量大筒主；特異性高、分辨率高鸟蟹，能夠?qū)Υx物同時完成定性和定量分析 | 動態(tài)范圍有限乌妙，靈敏度較低，硬件投資較大 |
| 液質(zhì)聯(lián)用LC-MS | 10-15 | 靈敏度建钥、分辨率高藤韵，可以分析不穩(wěn)定、不易衍生化熊经、難揮發(fā)和分子量較大的代謝物 | 數(shù)據(jù)庫不健全泽艘，可鑒定的化合物有限 |
| 氣質(zhì)聯(lián)用GC-MS | 10-12 | 分辨率欲险、選擇性好，數(shù)據(jù)庫較多 | 樣品處理過程較為繁瑣匹涮，難揮發(fā)性物種或半揮發(fā)性物種需要衍生化后才能進行分析 |
代謝組學應用：
- 遺傳疾病分析
- 營養(yǎng)成分分析
- 臨床樣品分析
- 耐藥性分析
- 移植監(jiān)測
- 毒理學測試
- 發(fā)酵過程檢測
- 藥物分型
- 水質(zhì)分析
- 石油化學品分析
代謝組學研究意義與優(yōu)勢
- 代謝組的時間響應在所有組學中最快天试。
- 代謝組的結果易于理解，容易與表型和功能結合然低。
代謝組學分析流程
- 樣本收集
- 數(shù)據(jù)采集（NMR/LC-MS/GC-MS獲取譜圖數(shù)據(jù)）
- 譜圖——峰表（譜圖處理得到特征矩陣）
- 代謝物定性（譜圖數(shù)據(jù)庫與數(shù)據(jù)集峰位置喜每、相關模式、相對強度等特征相匹配）
- 差異離子篩選（單變量分析脚翘、非監(jiān)督/監(jiān)督多變量分析灼卢、多元分析、分類模型来农、候選標志物）
- 功能分析（Pathway分析、富集分析崇堰、相關性網(wǎng)絡分析（高斯模型和拓撲結構））
代謝組學常見名詞
- m/z
- TIC：總離子流色譜圖（Total ion chromatogram）沃于，總離子流隨時間變化的圖譜。在TIC中海诲，縱坐標表示收集存儲離子的電流總強度繁莹，橫坐標表示離子的生成時間或連續(xù)掃描的掃描次數(shù)。
PS：TIC是在GC-MS或LC-MS等方法中使用的一種色譜圖特幔。質(zhì)量分析器在可能出現(xiàn)的質(zhì)荷比范圍內(nèi)以固定時間間隔重復地掃描咨演，檢測系統(tǒng)就可連續(xù)不斷的得到變化著的質(zhì)譜信號。計算機一邊收集存儲蚯斯，一邊將每次掃描的離子流求和薄风，獲得總離子流。
EIC：提取離子色譜圖（Extracted Ion Chromatogram）拍嵌，就是從TIC中提取的某個離子的色譜圖遭赂。
一級質(zhì)譜/二級質(zhì)譜圖
