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非靶向代謝組學(xué)

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發(fā)布時(shí)間：2025-07-25 08:49:03 更新時(shí)間：2025-08-28 10:27:07

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作者：中科光析科學(xué)技術(shù)研究所檢測(cè)中心

非靶向代謝組學(xué)（Untargeted metabolomics）是指采用 LC-MS、GC-MS、NMR技術(shù)，無(wú)偏向性的檢測(cè)細(xì)胞、組織、器官或者生物體內(nèi)受到刺激或擾動(dòng)前后所有小分子代謝物（主要是相對(duì)分子量1000 Da以內(nèi)的內(nèi)源性小分子化合物）的動(dòng)態(tài)變化，并通過(guò)生信分析篩選差異代謝物，對(duì)差異代謝物進(jìn)行通路分析，揭示其變化的生理機(jī)制。

代謝組平臺(tái)比較

分析技術(shù)	靈敏度	優(yōu)點(diǎn)	缺點(diǎn)
核磁共振 NMR	10^-16	無(wú)創(chuàng)檢測(cè)，樣品需求量小; . 特異性高，能夠?qū)Υx物同時(shí)進(jìn)行定性和定量	動(dòng)態(tài)范圍有限，靈敏度較低; 硬件投資較大
氣質(zhì)聯(lián)用. GC-MS	10^-12	靈敏度高，分離效果好，數(shù)據(jù)庫(kù)較為健全	樣品處理過(guò)程較為繁瑣，難揮發(fā) 性物質(zhì)或半揮發(fā)性物質(zhì)需進(jìn)行衍生化
液質(zhì)聯(lián)用 LC-MS	10:15	靈敏度高，分辨率高，可分析不穩(wěn)定、不易衍生化、難揮發(fā)和分子量較大的代謝物	大部分為自建數(shù)據(jù)庫(kù) 有一定的限制性

非靶向代謝組學(xué)（Untargeted Metabolomics）是一種全面分析生物樣本中所有可檢測(cè)代謝物的方法，不事先設(shè)定特定代謝物目標(biāo)。這種方法嘗試捕捉樣本中盡可能多的代謝物信號(hào)，包括未知和預(yù)期之外的代謝物，從而提供一個(gè)全局視圖來(lái)研究生物系統(tǒng)的代謝狀態(tài)變化。

方法特點(diǎn)

全面性：不局限于特定的代謝物或代謝途徑，能夠探測(cè)到大量已知和未知的代謝物。
探索性：適用于發(fā)現(xiàn)研究，幫助揭示未知的代謝途徑和生物過(guò)程。
數(shù)據(jù)密集：產(chǎn)生大量的數(shù)據(jù)，需要復(fù)雜的數(shù)據(jù)處理和分析技術(shù)。
技術(shù)依賴：高度依賴于質(zhì)譜（MS）和核磁共振（NMR）等高通量技術(shù)的發(fā)展。

應(yīng)用

生物標(biāo)志物的探索：在沒(méi)有預(yù)設(shè)假設(shè)的情況下，尋找與特定疾病或生物狀態(tài)相關(guān)的代謝物。
代謝途徑的發(fā)現(xiàn)：幫助揭示生物體中未知的代謝途徑和機(jī)制。
疾病機(jī)理研究：理解疾病的代謝背景，揭示疾病發(fā)展的代謝變化。
環(huán)境與營(yíng)養(yǎng)研究：評(píng)估外界因素如環(huán)境污染、飲食變化對(duì)代謝的影響。

技術(shù)挑戰(zhàn)

數(shù)據(jù)處理：由于產(chǎn)生大量復(fù)雜的數(shù)據(jù)，因此需要高效的數(shù)據(jù)處理和分析技術(shù)。
代謝物鑒定：未知代謝物的鑒定是一個(gè)挑戰(zhàn)，需要結(jié)合先進(jìn)的質(zhì)譜數(shù)據(jù)庫(kù)和生物信息學(xué)工具。
生物學(xué)解釋：將檢測(cè)到的代謝變化與具體的生物學(xué)過(guò)程相關(guān)聯(lián)，解釋其生物學(xué)意義。

非靶向代謝組學(xué)為理解復(fù)雜生物系統(tǒng)提供了一種強(qiáng)有力的方法，尤其在代謝研究領(lǐng)域，通過(guò)它能夠開展無(wú)偏見(jiàn)的代謝物檢測(cè)和分析，揭示生物體內(nèi)深層次的代謝變化和相互作用。