宏靶代谢组

宏靶代谢组学(widely-targeted metabolomics)是整合了非靶向代谢组 “广泛性” 和靶向代谢组 “准确性” 优点的新型检测技术,既能够实现大规模代谢物的高通量筛查,又可依托 MRM 多反应监测模式完成精准定量。代谢物是生物代谢过程中产生的终产物或中间产物,其种类和含量变化可直接反映机体的表型状态,相较于转录组学、蛋白质组学、基因组学等“组学”,代谢组学在表型功能调控研究中具备独特优势。目前该技术已在精准医学、农学等领域广泛应用,可用于诊断生物标志物挖掘、代谢途径剖析、活性成分发掘、作物品质调控等多项研究,是叩开高分研究之门的精准钥匙。

原理介绍

宏靶代谢组学检测依托高分辨质谱仪器 + 低分辨质谱仪器双平台开展,整体流程核心分为“定性筛查” 与 “精准定量” 两大阶段。前期定性:先通过 UPLC-QTOF/MS 对样本进行检测,结合自建的大规模代谢物数据库(含 MS1、MS2、RT 等信息),完成代谢物的初步定性与去重,锁定样本中包含的代谢物种类;精准定量:再利用 UPLC-QQQ-MS/MS 仪器,采用 MRM 多反应监测模式(定量 “金标准”),依据前期定性结果对目标代谢物进行靶向定量,同时结合 QC 样本全程质控,确保数据的准确性与稳定性;数据分析:最后将原始数据进行预处理与整合,开展差异代谢物筛选、功能富集、多组学关联等分析,挖掘代谢物与生物表型的内在关联。

文献案例

《Chin Chem Lett》上发表题为“Metabolome profiling by widely-targeted metabolomics and biomarker panel selection using machine-learning for patients in different stages of chronic kidney disease”的研究论文,共纳入83名参与者(21名健康对照、62名慢性肾病(CKD)患者,其中CKD 1-3期22名、4期20名、5期20名),通过广靶代谢组学技术对血浆样本进行检测,成功鉴定出1431种代谢物。经聚类分析,539种代谢物被分为6组,研究发现氨基酸、有机酸、甘油磷脂及核苷酸类代谢物随肾功能损伤进展呈现显著变化。借助随机森林模型,团队从539种代谢物中筛选出7种核心生物标志物,其中5-氨基咪唑核苷酸为区分不同CKD分期的关键特征,最终构建了CKD分期预测模型,为慢性肾病的精准诊断提供了新的代谢组学依据。

宏靶代谢组-文献案例


送样标准

血清 / 血浆

≥200μL/样本。避免溶血,液氮速冻后 - 80℃保存

动物组织

≥100mg/样本。液氮速冻,干冰寄送,避免反复冻融

细胞

≥1×10^7/样本。弃去培养基后液氮速冻

粪便/肠道内容物

≥200mg/样本。新鲜样本尽快冻存,干冰运输

植物组织(茎/叶/果实/根)

≥600mg/样本。去除杂质后液氮研磨,低温保存

植物种子

≥600mg/样本。干燥无霉变,低温密封保存

其他液体样本(脑脊液/淋巴液等)

≥200μL/样本。无菌采集,液氮速冻后 - 80℃保存

交付内容

样本质检报告

包含样本完整性、纯度等前期质检结果;

检测原始数据

双平台质谱检测的原始谱图及定量数据表;

实验报告

涵盖实验原理、仪器与试剂信息、具体实验步骤、质控结果等内容;

生信分析结题报告

包括数据预处理结果、代谢物定性定量统计表、差异代谢物筛选结果、功能富集分析、代谢通路图、多组学关联分析(按需)等,同时支持云平台数据交付与深度挖掘。

常见问题

血清 / 血浆需取 100μL / 样本,液氮速冻后 - 80℃保存,干冰寄送且避免溶血;组织样本需取 100mg / 样本,同样液氮速冻后 - 80℃保存并干冰寄送;细胞样本需≥1×10^6 / 样本,液氮速冻后低温保存;粪便样本需 200mg / 样本,液氮速冻后干冰运输,所有样本均需避免反复冻融。

该技术具备高灵敏度优势,对低丰度物质检出效果好,最低可实现 pg 级物质的精准检测,能够有效捕获样本中微量的关键代谢物。

有差异。动物 / 医学广靶代谢组数据库涵盖 9000 + 种内源性代谢物,覆盖氨基酸、核苷酸、激素、胆汁酸等类型;植物广靶代谢组则针对植物次生代谢物等特性,数据库包含 70000 + 植物源物质,单次可检出 2000-4000 种物质,其中 Level1 级物质达 1400+,更适配植物品质、抗逆等研究。

非靶代谢组优势在于“无偏向性”,可全面覆盖样本中未知代谢物,但定量精度较低;广靶代谢组整合了非靶的 “广泛性” 和靶向的 “准确性”,既能够一次性检测数据库中数千种代谢物,又可通过 MRM 模式实现精准定量,且数据稳定性更强,更适合大规模队列研究和标志物验证。

我们提供前沿多组学技术服务

从序列到功能,从DNA水准探索生命本质,助力基础科研