代谢组学的研究方法和研究流程

1、定义了代谢组学的研究方法和研究过程，生物化学和分子生物学林兵，概述主要内容、特征的研究过程，所谓代谢组学(metabonomics )，通过组指标分析，进行高通量的测定和数据处理，对研究生物体和组织细胞系统的动态代谢变化、 概括地说，代谢组学是模仿基因组学和蛋白质组学的研究思想，定量分析生物体内所有代谢物，寻找代谢物与生理病理变化的相对关系的研究方式，是系统生物学的组成部分。 其研究对象大多是相对分子量在1000以内的小分子物质。 先进的分析检测技术把模式识别与专家系统等计算分析方法相结合是代谢组学研究的基本方法。 其样品主要是动植物细胞和组织的提取液。 主要技术手段是核磁共振(NMR )、质

2、谱(MS )、色谱(HPLC，GC )，其中以NMR为主要特征，着眼于内源性化合物定量研究生物系的小分子化合物，上述化合物的上升和下降可影响疾病、毒性、基因改变或环境因素的上述内源性化合物代谢组学的研究方法，2020/7/3，真正意义上的代谢组学的研究。 预处理和检测技术必须满足高灵敏度、高选择性和高吞吐量的要求。 有必要对获得的数据进行分析。 代谢产物分析4个水平，代谢物质靶分析。 分析各个特定成分。 代谢曲线分析。 默认构成要素的分析。 代谢组学。 分析特定样品中的所有代谢物。 代谢指纹分析。 比较代谢物指纹图谱。 目前最常用的分离分析手段是气相色谱和质谱联用(GC-MS )液相色谱和质谱

3、联用(LC-ms )毛细管电泳和质谱联用(CEMS )核磁共振(NMR )、GC-MS， 气相色谱原理：气相色谱的流动方向为惰性气体，气-固体色谱中以表面积大、具有一定活性的吸附剂为固定相。 由于多成分混合样品进入柱后，吸附剂对各成分的吸附力不同，所以经过一定时间后，各成分在柱上的运转速度也不同。 吸附力弱的成分容易解吸，首先离开色谱柱进入检测器，吸附力最强的成分难以解吸，最后离开色谱柱。 从而，各成分在列中相互分离，依次进入检测器中被检测并记录。质量分析原理：质量分析是测定离子质量比(电荷质量比)的分析方法，其基本原理是用离子源电离样品中的各成分，生成具有不同质量比的正电荷的离子，通过加速电

4、场的作用形成离子束，进入质量分析器。 质量分析器利用电场和磁场产生相反的速度分散，将它们单独聚焦，得到质量分析图，决定其质量。 GC-MS的基本流程图、GC、接口、MS、数据处理、真空系统、GC-MS并用机器、优点：色谱的高分离能力和质量分析法的结构鉴定能力一体化，灵敏度高，能检测大量低含量的小分子代谢产物。 缺点：不能分析热不稳定的物质和分子量大的代谢产物。 NMR、核磁共振的基本原理：用高频照射外磁场中的自旋核，当高频能量恰好等于核磁矩不同方向的能量阶差时，低能级核会通过高频迁移吸收高能态核磁共振现象。 谐振条件： (1)核有自旋(磁性核) (2)外磁场、能级分裂；(3)照射频率与外磁场之比0/b0=/(2)、优点：可以非破坏性、非选择性地分析样品。 它是唯一能在定性和微摩尔范围内定量有机化合物的技术。 缺点：灵敏度相对较低，不适合分析低浓度代谢物。代谢组学的研究过程，代谢组学的研究过程，代谢组学的各分析过程技术，样品的提取，样品预处理，自动样品，检测和鉴定，化合物的分离，数据分析和可视化，建模和模拟，固相微提取