代謝組學(xué)實(shí)驗(yàn)铲汪、質(zhì)控與分析

1.實(shí)驗(yàn)及質(zhì)控

(1)項(xiàng)目流程

代謝組學(xué)分析的特點(diǎn):

  • 流程長(zhǎng);
  • 樣品量大罐柳,項(xiàng)目周期長(zhǎng)掌腰;
  • 個(gè)體差異大;
  • 設(shè)備不穩(wěn)定性张吉;
  • 樣品復(fù)雜齿梁,基質(zhì)效應(yīng)顯著。
    所以肮蛹,質(zhì)量控制是代謝組學(xué)研究基礎(chǔ)勺择。

項(xiàng)目流程
樣本制備——質(zhì)譜儀分析——數(shù)據(jù)預(yù)處理——定量及統(tǒng)計(jì)分析——定性分析——生信及后續(xù)分析

(2)非靶代謝質(zhì)控

質(zhì)譜儀信號(hào)波動(dòng)使非靶代謝信號(hào)隨時(shí)間漂移。
原因:

  • 電噴霧噴針老化
  • 儀器設(shè)備入口毛細(xì)管污染
  • 前級(jí)離子導(dǎo)引部件污染
  • 檢測(cè)器老化
  • 質(zhì)量分析器污染

信號(hào)隨時(shí)間漂移或中途設(shè)備維護(hù)會(huì)嚴(yán)重影響多元統(tǒng)計(jì)分析效果伦忠,如PCA中樣品分布不均勻省核,存在異常值。從而引起后續(xù)分析昆码,如篩選生物標(biāo)志物失敗气忠。

對(duì)非靶代謝信號(hào)時(shí)間漂移的重新校準(zhǔn),改善數(shù)據(jù)分析效果:

  • 添加QC樣本(前后+每隔10樣)赋咽。
  • 使用MetNormalizer校準(zhǔn)(基于支持向量回歸算法)旧噪。

(3)靶向代謝質(zhì)控

不同出峰時(shí)間,對(duì)應(yīng)不同的基質(zhì)效應(yīng)脓匿。
基質(zhì)效應(yīng)可能使絕對(duì)定量不準(zhǔn)確舌菜。
無(wú)同位素內(nèi)標(biāo):分析物與內(nèi)標(biāo)物基質(zhì)效應(yīng)不同炭庙;
有同位素內(nèi)標(biāo):保留時(shí)間及表面活性的微小差別毁腿,仍會(huì)使分析物與內(nèi)標(biāo)物響應(yīng)不同晴弃。

定量準(zhǔn)確性質(zhì)控:
加標(biāo)回收實(shí)驗(yàn):理論添加值約等于實(shí)測(cè)增加值(80-120%)。
設(shè)備靈敏度質(zhì)控:
樣品平均混合質(zhì)控:設(shè)備靈敏度在合理范圍內(nèi)缤骨,未檢出確實(shí)來(lái)源于內(nèi)源性分析物濃度的下降。

(4)代謝組全流程質(zhì)控

樣本制備:

  • 樣本收樣及存儲(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)化管理
  • 高效有序的樣品預(yù)處理流程

質(zhì)譜儀分析:

  • 非靶信號(hào)漂移QC實(shí)驗(yàn)方案
  • 靶向雙QC實(shí)驗(yàn)方案

數(shù)據(jù)預(yù)處理:

  • 高效的數(shù)據(jù)校準(zhǔn)方法
  • Hotelling's T2篩出潛在異常點(diǎn)尺借,分情況小心移除

定量及統(tǒng)計(jì)分析:

  • 多元統(tǒng)計(jì)及單變量分析結(jié)合篩選生物標(biāo)志物
  • 加標(biāo)回收實(shí)驗(yàn)確保定量結(jié)果準(zhǔn)確

2.數(shù)據(jù)分析挖掘

(1)代謝組分類回顧

非靶:進(jìn)行大規(guī)模绊起、系統(tǒng)性研究,用于前期數(shù)據(jù)挖掘與篩選燎斩。

  • 非靶組:通常所說(shuō)的非靶代謝組學(xué)虱歪,指氨基酸類、核苷酸類栅表、能量代謝笋鄙、維生素類、神經(jīng)遞質(zhì)類等及其衍生物怪瓶。
  • 脂質(zhì)組:甘油脂類萧落、磷酯類、鞘脂類、脂肪酸類找岖、固醇類等陨倡。

靶向:驗(yàn)證非靶向分析的結(jié)果,對(duì)目標(biāo)代謝物進(jìn)行選擇性许布、特異性定量與絕對(duì)定量兴革。

非靶和靶向的樣本制備、色譜體系蜜唾、代謝物鑒定模式均不同杂曲。

(2)數(shù)據(jù)預(yù)處理

①數(shù)據(jù)完整性檢查

  • 保留通道值大于一半的數(shù)據(jù)
  • 缺失值填充(10%以上填充)
    -- 刪除包含缺失值的變量
    -- 對(duì)缺失值進(jìn)行估計(jì):KNN/PPCA/BPCA/SVD Impute
    -- 固定值填充:最小值的一半
    -- 按列填充:均值/中位數(shù)/最小值
  • 過(guò)濾QC RSD>30%

②數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化

  • 標(biāo)準(zhǔn)化(后面待續(xù)....)
  • 歸一化

(3)定量層面挖掘

①統(tǒng)計(jì)分析

  • 單變量
  • 多變量

②聚類分析
③共表達(dá)網(wǎng)絡(luò)

(4)功能層面挖掘

通路分析

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