近日，中國(guó)科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所許國(guó)旺研究員團(tuán)隊(duì)在國(guó)際權(quán)威雜《Nature protocols》上發(fā)表了題為“Development of a plasma pseudotargeted metabolomics method based on ultra-high-performance liquid chromatography–mass spectrometry”的實(shí)驗(yàn)手冊(cè)。
2012年，許國(guó)旺研究員團(tuán)隊(duì)提出擬靶向代謝組學(xué)的概念，在此后的幾年中不斷對(duì)該方法進(jìn)行進(jìn)一步提升和總結(jié)，形成了擬靶向代謝組學(xué)的方法范本，為代謝組的檢測(cè)提供指導(dǎo)。
1、代謝組學(xué)
代謝組學(xué)是系統(tǒng)生物學(xué)的一部分，是繼基因組學(xué)和蛋白組學(xué)后興起的一門(mén)學(xué)科。
代謝組學(xué)分析的目的是對(duì)生物樣品中的代謝物進(jìn)行定性和定量的綜合表征。由于生物樣品(血清、血漿、尿液、組織等)的復(fù)雜性，要完全表征樣品中的所有代謝物是非常困難的。
2、代謝組學(xué)研究方法
液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜(LC-MS)技術(shù)無(wú)需衍生化就可以分析熱不穩(wěn)定的代謝物，是代謝組學(xué)分析最常用的平臺(tái)。
非靶向代謝組學(xué)
非靶向代謝組學(xué)技術(shù)通常能夠無(wú)偏向性、高覆蓋地提供盡可能多的小分子代謝產(chǎn)物的信息。一般來(lái)說(shuō)，非靶向代謝組學(xué)實(shí)驗(yàn)具有高度復(fù)雜性和有限重復(fù)性，并且線性范圍受到限制（用于檢測(cè)和定量）。
靶向代謝組學(xué)
靶向代謝組學(xué)可以對(duì)確定的目標(biāo)代謝物進(jìn)行絕對(duì)定量，具有高靈敏度、高特異性和良好的定量能力。因此靶向代謝組學(xué)被用于確定和驗(yàn)證研究者感興趣的一些化合物。
擬靶向代謝組學(xué)
許國(guó)旺研究員團(tuán)隊(duì)將非靶向和靶向代謝組學(xué)的優(yōu)勢(shì)進(jìn)行組合，建立了一種靈敏度更高、特異性和定量能力更強(qiáng)的方法——擬靶向代謝組學(xué)。通過(guò)HRMS的非靶向代謝譜獲得了豐富的代謝物信息，從而保證了代謝組的高覆蓋率，利用定量離子對(duì)選擇算法，通過(guò)動(dòng)態(tài)MRM進(jìn)行檢測(cè)，確保了數(shù)據(jù)的質(zhì)量。
3、擬靶向代謝組學(xué)方法
設(shè)計(jì)構(gòu)建擬靶向代謝組學(xué)方法需要考慮多方面因素，從數(shù)千個(gè)候選離子中選擇用于監(jiān)測(cè)的離子對(duì)的過(guò)程仍然較為復(fù)雜。
因此許國(guó)旺研究員團(tuán)隊(duì)基于以往的研究基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)了能夠自動(dòng)定義離子對(duì)的“多反應(yīng)監(jiān)測(cè)-離子對(duì)查找器（MRM-Ion Pair Finder）”，使離子對(duì)定義的過(guò)程更加簡(jiǎn)單、快速。該團(tuán)隊(duì)以血清/血漿作為研究對(duì)象，進(jìn)一步優(yōu)化了擬靶向代謝組學(xué)檢測(cè)方法建立流程（見(jiàn)下圖），升級(jí)并提供了開(kāi)放式軟件和工具，形成了方法范本，為領(lǐng)域內(nèi)同行更好地利用擬靶向代謝組學(xué)檢測(cè)方法提供理論和操作指南。
參考文獻(xiàn)：
Zheng, F., Zhao, X., Zeng, Z. et al. Development of a plasma pseudotargeted metabolomics method based on ultra-high-performance liquid chromatography–mass spectrometry. Nat Protoc (2020).
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