基本概念
代谢物：所有分子量小于1500Da的小分子物质，包括糖类、核苷、有机酸、酮类化合物、多肽、氨基酸、有机胺类、醛类化合物、脂质、萜类、类固醇、生物碱、小分子药物等等。
代谢组：一个细胞、组织、器官中所有代谢物的集合。
代谢组学：利用高通量的技术来鉴定和定量一个细胞、组织或器官中所有小分子或代谢物的生命科学研究。
代谢组学分类与应用
非靶向代谢组学
靶向代谢组学
研究目的
无偏向性的对所有小分子代谢物同时进行检测分析
对指定列表的代谢产物的分子，特别针对一种或几种途径的代谢产物
优点
无偏向性，高通量，样本无序特出处理且一次进样分析
灵敏度高，完全定量，可得到样本中代谢物的浓度
缺点
需要进行复杂的生物信息学分析；只能获得半定量的结果
需要购买标准品，进行分析方法的开发、验证，研究成本高
分析平台
NMR、LC-MS、GC-MS等
HPLC、GC、LC-MS、GC-MS等
分析技术
灵敏度mol
优势
缺点
核磁共振NMR
10-6
无创检测，样品需求量大；特异性高、分辨率高，能够对代谢物同时完成定性和定量分析
动态范围有限，灵敏度较低，硬件投资较大
液质联用LC-MS
10-15
灵敏度、分辨率高，可以分析不稳定、不易衍生化、难挥发和分子量较大的代谢物
数据库不健全，可鉴定的化合物有限
气质联用GC-MS
10-12
分辨率、选择性好，数据库较多
样品处理过程较为繁琐，难挥发性物种或半挥发性物种需要衍生化后才能进行分析
代谢组学应用：
遗传疾病分析
营养成分分析
临床样品分析
耐药性分析
移植监测
毒理学测试
发酵过程检测
药物分型
水质分析
石油化学品分析
代谢组学研究意义与优势
代谢组的时间响应在所有组学中最快。
代谢组的结果易于理解，容易与表型和功能结合。
代谢组学分析流程
样本收集
数据采集（NMR/LC-MS/GC-MS获取谱图数据）
谱图——峰表（谱图处理得到特征矩阵）
代谢物定性（谱图数据库与数据集峰位置、相关模式、相对强度等特征相匹配）
差异离子筛选（单变量分析、非监督/监督多变量分析、多元分析、分类模型、候选标志物）
功能分析（Pathway分析、富集分析、相关性网络分析（高斯模型和拓扑结构））
代谢组学常见名词
m/z
TIC：总离子流色谱图（Total ion chromatogram），总离子流随时间变化的图谱。在TIC中，纵坐标表示收集存储离子的电流总强度，横坐标表示离子的生成时间或连续扫描的扫描次数。
PS：TIC是在GC-MS或LC-MS等方法中使用的一种色谱图。质量分析器在可能出现的质荷比范围内以固定时间间隔重复地扫描，检测系统就可连续不断的得到变化着的质谱信号。计算机一边收集存储，一边将每次扫描的离子流求和，获得总离子流。
EIC：提取离子色谱图（Extracted Ion Chromatogram），就是从TIC中提取的某个离子的色谱图。
一级质谱/二级质谱图