『壹』 闡述代謝組學研究中對代謝物進行分離分析的常用技術有哪些
闡述代謝組學研究中對代謝物進行分離分析的常用技術有哪些
代謝組學的研究方法與蛋白質組學的方法類似，通常有兩種方法。一種方法稱作代謝物指紋分析 （metabolomic fingerprinting），採用液相色譜-質譜聯用（LC-MS）的方法，比較不同血樣中各自的代謝產物以確定其中所有的代謝產物。從本質上來說，代謝指紋分析涉及比較不同個體中代謝產物的質譜峰，最終了解不同化合物的結構，建立一套完備的識別這些不同化合物特徵的分析方法。另一種方法是代謝輪廓分析（metabolomic profiling）,研究人員假定了一條特定的代謝途徑，並對此進行更深入的研究。
對於代謝產物來說，不僅只有質譜峰這個特徵。更進一步說，質譜（MS）並不能檢測出所有的代謝產物，並不是因為質譜的靈敏度不夠，而是由於質譜只能檢測離子化的物質，但有些代謝產物在質譜儀中不能被離子化。採用核磁共振（NMR）的方法，可以彌補色譜的不足。劍橋大學的Jules Griffin博士，正在使用質譜與核磁共振結合的方法，試圖建立機體中的完整代謝途徑圖譜。Griffin用核磁共振檢測高豐度的代謝產物，由於核磁共振檢測的靈敏度不高，所以只用於分析低豐度代謝產物。
『貳』 做好代謝組學研究的關鍵在哪裡
首先明確代謝組學的核心任務。對小分子代謝物的定性、定量分析並發現差異代謝物：（1）對生物體系中的內源性代謝物及其變化規律進行表徵；（2）以差異代謝物作為核心對生命奧秘進行解析。而基於色譜/質譜聯用的分離分析技術具有靈敏度高、選擇性好、動態范圍寬、信息豐富等優點，已成為代謝組學研究的主流技術平台。
其次明確代謝組學的研究方法。對於非靶向代謝組學而言，色譜與高分辨質譜的聯用必不可少；而對於靶向代謝組學而言，基於多反應監測（MRM）模式的三重四極桿質譜被認為是質譜定量的 「金標准」。近年來，擬靶向技術由於結合了非靶向和靶向分析技術的雙重優勢，在代謝物分析的覆蓋度上與非靶向方法接近，在靈敏度上與靶向分析一樣，迅速發展成為代謝組學的主流研究方法。擬靶向代謝組學主要包括三個步驟：（1）基於四極桿飛行時間質譜的非靶向分析；（2）母離子/產物離子對的選擇及檢測參數優化；（3）使用三重四極桿或QTRAP質譜採用MRM模式（包括上述離子對）對樣品進行分析。
關鍵點有哪些？代謝組學整個研究過程可以細分為20多個步驟，若每一步准確率為70%，最終結果的准確率不足0.1%，因此必須確保每一步（尤其是關鍵步驟）都規范、准確，才能保證研究結果准確、可靠。影響代謝組學研究質量的關鍵環節包括：（1）系統科學的研究方案；（2）樣本收集、分組、儲存、前處理、質量控制；（3）數據採集與質量控制；（4）數據處理、分析；（5）差異分子篩選與鑒定；（6）分類模型構建與驗證；（7）資料庫自建、管理與使用。這些環節受制因素較多，需要參考研究論文、技術規范、注意過程式控制制，採用專業的技術和工具支持才能獲得高質量的研究結果。
為什麼關鍵？圍繞快速、有效地發現分子和標志物這一目的，精準和高通量正成為引領發展的方向。代謝組學研究需要滿足生物醫葯、食品等行業的個性化分子智能識別需求，所以需要分子智能識別檢測技術做支撐，需要自主知識產權的核心演算法，才能保證專業化的組學、質譜數據處理、數據挖掘。
總結來說，在組學研究過程中，只有做好分子特徵檢測、差異分子篩選、差異分子鑒定、分類模型構建、資料庫自建等關鍵步驟，才能得到最好的組學研究結果。