代谢组学
捕捉表型变化的直接信号，精确量化代谢产物，直观反映生物体的生理状态响应。
短链脂肪酸
短链脂肪酸（（Short-Chain Fatty Acids, SCFAs）是指碳链小于6个碳原子的有机脂肪酸，包括乙酸、丙酸、丁酸、异丁酸、戊酸、异戊酸。肠道微生物通过短链脂肪酸对膳食纤维和抗酶解淀粉进行发酵，在生物健康中的重要性已被揭示。SCFA将宿主营养和维持肠道稳态联系起来，特别是丁酸，具有重要的肠道和免疫调节功能，对肠道功能和宿主免疫的影响以及对人体健康的影响具有重要意义。
原理介绍
短链脂肪酸的测定方法包括气相色谱法（GC）、气相色谱-质谱联用法（GC-MS）、高效液相色谱法（HPLC）等。这些方法各有优缺点，适用于不同的样品和检测需求。气相色谱法因其高灵敏度和高特异性，适用于多种短链脂肪酸的定量分析。气相色谱-质谱联用法结合了GC的分离能力和MS的鉴定能力，适合复杂样品分析。高效液相色谱法则适用于某些特定短链脂肪酸的检测。样本采集与处理、SCFAs提取和气相色谱分析是短链脂肪酸测定的三个关键步骤。
文献案例
《Life Metabolism》期刊上发表的“Circulating short-chain and branched short-chain fatty acids and the risk of incident type 2 diabetes: findings from the 4C Study”基于中国心脏代谢疾病和癌症队列（4C）的大型前瞻性数据（纳入3414名参与者），首次系统分析了循环中短链脂肪酸（SCFAs，如乙酸、丙酸、丁酸）及支链短链脂肪酸（BCFAs）与2型糖尿病（T2DM）发病风险的关联。总SCFAs、总BCFAs及异戊酸与T2DM发生显著相关（P\<0.05）；女性血清中总SCFAs及丙酸水平每升高1个标准差（SD），T2DM风险分别增加16%（OR=1.16，95%CI：1.05-1.29）和18%（OR=1.18，95%CI：1.07-1.31），而男性中未发现显著关联；在女性中，总BCFAs及异戊酸与T2DM的关联部分由甘油三酯、胰岛素抵抗及β细胞功能介导，但总SCFAs及丙酸的关联未显示显著中介效应。该研究揭示了循环SCFAs（尤其是丙酸）在T2DM性别差异中的潜在作用，为T2DM的精准预防提供了新线索。
送样标准
≥0.5g；
血清/血浆：≥1mL（常规检测）、≥3mL（低丰度SCFAs）；
肠道内容物≥0.3g； 肠道组织≥100mg；
肠道菌群培养物：≥1×10；肠上皮细胞：≥5×10⁶。
交付内容
数据质量控制报告
样本质量：SCFAs提取回收率、纯度；检测质量：SCFAs分离度、Q30比例、质量精度； 定量质量：标准曲线线性关系、日内/日间CV值（≤10%）、内标回收率； 质控样本（QC）分析：QC样本SCFAs峰面积RSD（≤15%）、聚类效果（PCA图中QC样本聚集）。
SCFAs定量与注释结果
定量矩阵：所有检测SCFAs（乙酸、丙酸、丁酸等）的绝对浓度、组间FC值、P值； 差异分析结果：显著差异SCFAs列表、火山图、热图； 数据库注释：SCFAs的化学结构、生理功能、产生菌关联（STRING数据库）、代谢通路归属（KEGG数据库）。
功能分析结果
代谢通路富集：KEGG富集散点图（Top10通路），聚焦SCFAs参与的核心代谢通路（如丁酸代谢、乙酸转化通路）； 关联分析：SCFAs与临床指标、肠道菌群丰度的相关性热图； 标志物筛选：单个SCFAs的ROC曲线、组合标志物诊断效能（AUC值、灵敏度、特异性）。
分析与解读报告
核心结论：SCFAs整体分布特征、关键差异亚型、与研究表型的关联强度； 结果解读：差异SCFAs的生物学意义、潜在调控机制假设。
常见问题
关键在于快速处理、稳定化：①采集后1小时内完成均质化与提取，或立即添加酸化稳定剂，降低SCFAs解离与挥发；②提取过程全程低温（4℃）操作，避免高温；③采用密封离心管，减少提取过程中开盖次数；④样本长期保存需-80℃冻存，分装为小体积，避免反复冻融（≤2次）。
通过富集、技术优化实现：①样本层面：增加起始样本量，采用“液-液萃取+固相萃取（SPE）”联合富集，提升低丰度SCFAs浓度；②检测层面：优化色谱梯度、提高质谱扫描次数（≥20次/峰）、采用MRM模式增强特异性；③衍生化优化：选择灵敏度更高的衍生化试剂，提升质谱响应。
通过多重验证确保可靠性：①标准曲线验证：采用5-8个浓度梯度的SCFAs混合标准品，构建标准曲线（R²≥0.99）；②内标校正：添加¹³C标记的SCFAs内标，校正提取损失与基质效应；③交叉验证：用GC-MS与LC-MS平行检测同一批样本，结果偏差≤15%；④回收率验证：向样本中添加已知浓度的SCFAs标准品，回收率控制在90%-110%。
核心是“菌群-代谢物”互作网络构建：①相关性分析：计算SCFAs浓度与产SCFAs菌丰度的Pearson/Spearman相关系数；②因果验证：通过粪便移植、益生菌干预实验，验证菌群变化是否伴随SCFAs水平同步改变；③通路整合：结合KEGG通路，构建“菌群→SCFAs→宿主代谢”调控轴，可视化核心互作关系。
