目錄基本概念代謝組學(xué)分類與應(yīng)用代謝組學(xué)研究意義與優(yōu)勢代謝組學(xué)分析流程代謝組學(xué)常見名詞

基本概念

代謝物：所有分子量小于1500Da的小分子物質(zhì)，包括糖類、核苷、有機(jī)酸、酮類化合物、多肽、氨基酸、有機(jī)胺類、醛類化合物、脂質(zhì)、萜類、類固醇、生物堿、小分子藥物等等。

代謝組：一個(gè)細(xì)胞、組織、器官中所有代謝物的集合。

代謝組學(xué)：利用高通量的技術(shù)來鑒定和定量一個(gè)細(xì)胞、組織或器官中所有小分子或代謝物的生命科學(xué)研究。

代謝組學(xué)分類與應(yīng)用

	非靶向代謝組學(xué)	靶向代謝組學(xué)
研究目的	無偏向性的對所有小分子代謝物同時(shí)進(jìn)行檢測分析	對指定列表的代謝產(chǎn)物的分子，特別針對一種或幾種途徑的代謝產(chǎn)物
優(yōu)點(diǎn)	無偏向性，高通量，樣本無序特出處理且一次進(jìn)樣分析	靈敏度高，完全定量，可得到樣本中代謝物的濃度
缺點(diǎn)	需要進(jìn)行復(fù)雜的生物信息學(xué)分析；只能獲得半定量的結(jié)果	需要購買標(biāo)準(zhǔn)品，進(jìn)行分析方法的開發(fā)、驗(yàn)證，研究成本高
分析平臺	NMR、LC-MS、GC-MS等	HPLC、GC、LC-MS、GC-MS等

分析技術(shù)	靈敏度mol	優(yōu)勢	缺點(diǎn)
核磁共振NMR	10-6	無創(chuàng)檢測，樣品需求量大；特異性高、分辨率高，能夠?qū)Υx物同時(shí)完成定性和定量分析	動態(tài)范圍有限，靈敏度較低，硬件投資較大
液質(zhì)聯(lián)用LC-MS	10-15	靈敏度、分辨率高，可以分析不穩(wěn)定、不易衍生化、難揮發(fā)和分子量較大的代謝物	數(shù)據(jù)庫不健全，可鑒定的化合物有限
氣質(zhì)聯(lián)用GC-MS	10-12	分辨率、選擇性好，數(shù)據(jù)庫較多	樣品處理過程較為繁瑣，難揮發(fā)性物種或半揮發(fā)性物種需要衍生化后才能進(jìn)行分析

代謝組學(xué)應(yīng)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(xué)測試
發(fā)酵過程檢測
藥物分型
水質(zhì)分析
石油化學(xué)品分析

代謝組學(xué)研究意義與優(yōu)勢

代謝組的時(shí)間響應(yīng)在所有組學(xué)中最快。
代謝組的結(jié)果易于理解，容易與表型和功能結(jié)合。

代謝組學(xué)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、相關(guān)模式、相對強(qiáng)度等特征相匹配）
差異離子篩選（單變量分析、非監(jiān)督/監(jiān)督多變量分析、多元分析、分類模型、候選標(biāo)志物）
功能分析（Pathway分析、富集分析、相關(guān)性網(wǎng)絡(luò)分析（高斯模型和拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)））

代謝組學(xué)常見名詞

m/z
TIC：總離子流色譜圖（Total ion chromatogram），總離子流隨時(shí)間變化的圖譜。在TIC中，縱坐標(biāo)表示收集存儲離子的電流總強(qiáng)度，橫坐標(biāo)表示離子的生成時(shí)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。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(shí)間間隔重復(fù)地掃描，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(jì)算機(jī)一邊收集存儲，一邊將每次掃描的離子流求和，獲得總離子流。

EIC：提取離子色譜圖（Extracted Ion Chromatogram），就是從TIC中提取的某個(gè)離子的色譜圖。

一級質(zhì)譜/二級質(zhì)譜圖

總結(jié)

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