转录组、蛋白组和代谢组，在这三大组学中，代谢组被认为是难度最大的组学。因为代谢物种类多，组成复杂，涉及到的仪器平台多，分析方法难，数据库多，标准品库不全面等，这些原因都导致了代谢组学研究入门比较难。

今天小编带领大家，只需花3分钟，通过10问10答，带你轻松入门代谢组。

1、什么是代谢组学？为什么研究代谢组学？

代谢组学是研究生命体受到病理生理刺激或基因环境扰动后，糖类、脂质、核苷酸和氨基酸等内源性小分子代谢物种类和数量的变化。相比于其他组学，代谢组学反映生命体已经发生的生物学事件，因此能够更准确直接地反映生命体终端和表型信息。

2、代谢组研究主要使用的仪器平台有哪些 ？

目前代谢组学研究主要使用核磁共振技术（NMR）、气相色谱-质谱联用技术（GC-MS）、液相色谱-质谱联用技术（LC-MS）、毛细管电泳-质谱联用技术（CE-MS）等。由于代谢物种类多，浓度差异大，往往更适合使用高分辨率、高灵敏度、高通量的质谱检测平台。一般可根据检测代谢物的类型和理化性质，选择不同的电离模式和质量分析器，从最大限度的获取代谢物信息。

3、什么是一级质谱和二级质谱？

在LC-MS代谢组学研究时，往往需要配备串联质谱（MS-MS），通过一级质谱（MS）获得准分子离子，分子离子可获得精确的分子量用于推断化合物的分子式，但用于结构推断和比对还不够，需要进一步对分子离子进行碎裂获得其碎片信息，即二级质谱（MS/MS）信息，可增加物质结构推断的准确性。GC-MS一级质谱可以进行定性分析（因为GC-MS有成熟的标准图谱数据库，可直接将检测到的物质离子的谱图数据与数据库比对进行定性）

4、质谱检测模式有正离子扫描模式和负离子扫描模式？

正、负离子模式是质谱的两种扫描模式，样本在ESI源离子化之后，会同时出现带正电荷（M+H、M+NH4、M+Na等）和负电荷（M-H、M+Cl、M+CH3COO等）的离子，根据物质的理化性质的差异，有些代谢物会带上正电荷有些会带负电荷。一般情况下，为了获取全面的代谢组信息，LC-MS非靶向代谢组研究两种状态的离子都会进行扫描。

5、代谢组学的研究流程一般包括哪些？

代谢组学的研究一般包括以下环节：

和基因组的DNA，转录组的RNA和蛋白组的蛋白质相比，代谢组的代谢物在提取后，没有一个合适的定量检测和质控标准，往往更多依赖于项目经验取足量的原始样本进行代谢物提取后的上机，避免取样量过少，代谢物检测到的数目较少，或者取样量过多，导致仪器过载。

6、代谢物的鉴定原理和方法是什么？

根据串联质谱得到的二级质谱图和数据库的质谱图进行匹配的原理进行代谢物的鉴定。目前常见的GC-MS非靶数据库有NIST，GMD，weily等，常见的LC-MS非靶数据库有HMDB、 Metlin、 MassBank、MzCloud、Lipidmaps、公司自建库等。

7、代谢组学研究的最大难点是什么？

代谢组学研究最大的难点是代谢物的鉴定，前面说到，代谢物的鉴定主要是根据实际得到的二级谱图和数据库中的谱图进行比对，根据其匹配程度决定鉴定结果。因此，数据库中物质的覆盖范围很大程度影响了代谢组学研究的发展；其次由于：

①、同一个代谢物在不同仪器平台（例如waters平台，thermo平台，AB平台等）上获得的二级图谱是不同的；

②、同一个仪器平台上，不同分析条件下获得的图谱也是不同的；

③、在不同浓度、甚至不同时间下，同一个物质打出的图谱也会有所差别；

④、不同的匹配算法导致的鉴定结果也不同。

因此，代谢物的鉴定一直以来都是研究代谢组学的最大难点。

8、代谢组学分析流程有两大流派？

目前代谢组学分析包括两种截然不同的学术流派①化学计量学方法、②定向轮廓分析：

①、化学计量学方法，先鉴定后差异是指先进行代谢物的鉴定，得知样本中包含哪些代谢物，然后基于鉴定到的代谢物进行差异分析。

②、定向轮廓分析，先差异后鉴定是指先根据质谱得到的峰进行差异比较，然后对差异的峰进行代谢物的鉴定。

现在的代谢组学研究中，这两种方法都是有文献支持和认可的。

9、代谢组学生物学重复如何设计？

由于代谢组处于所有组学的最下游，个体间的差异较大，对于生物学重复的数目要求会比转录组、蛋白组的其他组学要求更多。

一般来说，植物、细胞、微生物等最少6个生物学重复；

动物样本，由于其个体化差异较大，包括组织、血、尿液等至少10个生物学重复；

临床样本，个体差异更大，血浆、尿液等要在30个生物学重复左右，无上限。具体可根据目标期刊档次和要求来定。

10、进行代谢组学研究是否可以分批次送样分批次上机？

一般情况下，非常不建议分批次上机。同一实验最好是一起上机检测，否则不同时期，实验操作、仪器状态等的不同都会对结果产生很大的批次效应，导致样本的检测结果和真实结果发生较大偏差。

以上就是今天的代谢组入门基础知识点总结，更多代谢组相关资料请继续关注派森诺生物公众号，做科研，我们是认真的~

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