代謝組學有哪些方法?
代謝組學通常被定義為非靶向的,這意味著要檢測的分子很少或沒有先驗。理想情況下,應該檢測給定代謝組的每個分子。然而,由於代謝物的巨大物理和化學多樣性,目前還不可能同時檢測到所有代謝物。因此,必須使用補充的提取和分析方法。 核磁共振 (NMR) 和質譜 (MS) 是當今最廣泛用於進行非靶向代謝組學的技術,兩者都提供了廣泛的應用。NMR 可以高可靠性地檢測和量化複雜混合物中的代謝物。它還用於追蹤代謝途徑、細胞或活組織中同位素的命運。最後,核磁共振還用於確定分子的結構。MS 與氣相色譜法 (GC-MS) 或液相色譜法 (LC-MS) 相結合,具有比 NMR 更靈敏的優勢,儘管結構解析度較低且結果重現性較低,但它可以檢測更多數量的代謝物特徵。隨著質量解析度的提高,質譜儀的發展已經能夠檢測樣品中的數千種分析物。在將原始資料轉化為代謝物濃度時,非靶向方法要求很高,這項操作需要複雜的演算法、資料庫和大量專業知識。一個重要的結果是速度慢,事實上,典型的實驗不超過幾百個樣本。然而,在某些情況下,可以使用多變數分析直接處理光譜形狀(質子 NMR)和質譜圖(LC-MS 和 GC-Q-TOF)。因此,可以很容易地區分樣本組和鑑別標記。這種方法稱為“指紋識別”;它可以處理大量樣本。在不破壞分析成本的情況下增加樣品通量的另一種方法是使用有針對性的方法。在這種情況下,只有少數資訊豐富的代謝物被測量,這大大加快了原始資料的分析速度。LC-MS/MS(液相色譜與三重四極杆質譜聯用)可以以極高的靈敏度(atomoles)瞄準多達數十種代謝物,是一種很有前景的技術。最後,涉及化學或生化反應的常規方法,其產物透過分光光度法、熒光法或發光法測量可以有利地用於高通量。它們可以用微孔板進行,可以並行處理數十到數百個樣本(實際上多達 9600 個!),並且非常適合自動化。最後但同樣重要的是,代謝物資料及其相關後設資料最好使用專用概念和軟體儲存在公共資料庫中,這些概念和軟體正在緊張開發中,最後使科學界對其進行重新分析。
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