代谢组学的分析流程

一般来说，代谢组分析流程如下：首先对代谢物进行预处理，预处理的方法由测量分析方法决定。如果采用质谱分析，则需要提前将代谢物分离并电离。然后对预处理后的组分进行定性和定量分析。

在预处理中，常用的分离方法包括：气相色谱法（GC）、高效液相色谱法（HPLC）。气相色谱分辨率较高，但需要代谢组分气化，对组分的分子量有一定限制。高效液相色谱也广泛应用于代谢组分析，因为它在液相中分离代谢成分，因此不需要气化成分。与气相色谱法相比，其测量范围更宽，灵敏度更高。优势。此外，毛细管电泳还可以分离代谢成分，应用较少，但理论上其分离效率高于高效液相色谱。

在预处理过程中，常常会添加内标，以方便后续对样品质量的监测和比较。由于不同的实验批次和进样顺序对后续测量也有一定的影响，因此还添加了空白对照。与混合样品进行比较以进行质量监控。

对不同代谢成分进行定性和定量分析的方法包括质谱法（Massspectrometry，MS）和核磁共振波谱法（NuclearMagneticResonanceImaging，NMR）。其中，质谱法具有灵敏度高、特异性强的优点，广泛应用于代谢物的检测。它可以对分离和电离后的代谢物进行定性和定量。电离方法包括：常压化学电离（Atmospheric-Pressure Chemical Ionization，APCI）、电子电离（Electron ionization，EI）、电喷雾电离（Electrospray ionization，ESI）等，需要根据不同的分离方法进行选择。例如，电喷雾电离通常用于通过液相色谱分离组分。然而，由于质谱法不能直接检测生物溶液或组织，其应用受到了限制。为了提高原有质谱分析的灵敏度、简化样品制备、减少背景的影响，一些新的质谱相关技术得到了发展。这些技术包括：二次离子质谱 (SIMS) 和纳米结构引发剂 MS (NIMS)，它们都是解吸/电离方法，两者均与基质无关。其中，SIMS利用高能离子束解吸样品的接触表面，具有空间分辨率高的优势，是与质谱联用的器官/组织成像的强大技术。 NIMS可用于小分子的检测。基质辅助激光解吸/电离（MALDI）是一种较为温和的电离方法，可以获得一些常规电离方法容易解离成片段的完整大分子的质谱信息，如DNA、蛋白质、肽和糖等。解吸电喷雾电离 (DESI) 是一种直接电离技术，可与质谱法串联使用，在大气条件下直接分析样品。其原理是利用快速移动的带电溶液流从接触表面提取样品，可用于法医分析、药物、植物、生物组织、聚合物等的分析。激光烧蚀电喷雾电离（LAESI）是一种结合中红外激光烧蚀和二次电喷雾电离的直接电离技术，可用于多种样品，包括植物、组织、细胞，甚至血液、尿液等未经处理的生物溶液，已应用于食品监管、药品监管等领域。核磁共振波谱不需要预先分离代谢组分。与质谱分析相比，核磁共振波谱具有结果重现性更好、样品制备更简单、无需预分离、对样品破坏较小等优点。它低于质谱法（有争议，一些人认为这是由于样品预处理工作流程不正确），但由于其易用性也被广泛使用。药品监管等领域。核磁共振波谱不需要预先分离代谢组分。与质谱分析相比，核磁共振波谱具有结果重现性更好、样品制备更简单、无需预分离、对样品破坏较小等优点。它低于质谱法（有争议，一些人认为这是由于样品预处理工作流程不正确），但由于其易用性也被广泛使用。药品监管等领域。核磁共振波谱不需要预先分离代谢组分。与质谱分析相比，核磁共振波谱具有结果重现性更好、样品制备更简单、无需预分离、对样品破坏较小等优点。它低于质谱法（有争议，一些人认为这是由于样品预处理工作流程不正确），但由于其易用性也被广泛使用。有些人认为这是由于样本预处理工作流程不正确造成的），但由于其易用性，它也被广泛使用。有些人认为这是由于样本预处理工作流程不正确造成的），但由于其易用性，它也被广泛使用。

此外，其他检测方法还包括：离子迁移谱分析（Ion-mobilityspectrometry，IMS）是一种基于电离分子在气相载体中的迁移来分离和分析这些分子的技术。灵敏度高，可单独使用或与质谱、气相色谱或液相色谱串联使用。电化学检测技术与高效液相色谱 (HPLC-ECD) 相结合，可用于测量复杂基质中的低含量成分，具有易用性、灵敏度和选择性。应用于临床研究、食品检测、药物检测等领域。拉曼光谱基于振动光谱，可以检测化合物的结构及其微小变化。具有不破坏样品、样品前处理简单、和高空间分辨率。它已用于临床病理学研究和微生物分类。以及检测、化合物分析等领域。