聚焦代谢组学 │ 全方位质谱解决方案助您突破科研难关

本文转自BioArt作者麦特绘谱
代谢组学是定性描述定量描表征生物体内小分子代谢物对于外因或内因刺激应答规律的一门学科。代谢对于生命活动是不可或缺的一环，它不仅是物质和能量的基础，还能通过和上游的大分子互作调控机体表型，影响疾病的发生发展。因此，代谢组学正日益受到科研人员的重视，也已成为了表型组研究和精准医学的重要支撑技术。
基于代谢物理化性质的复杂性及生物样本中不同代谢物巨大的浓度差异，我们很难用同一种仪器同一个方法捕捉所有代谢物。因此衍生出了不同类别代谢组学，比如非靶向代谢组学和靶向代谢组学。麦特绘谱依托贾伟教授科研团队16年以上代谢组学研究经验，已推出多样化的代谢组学服务产品，现总结如下：
非靶向代谢组学
非靶向代谢组学也称为发现型代谢组学，适用于没有预期研究目标时选用。其特点是尽可能的定性出更多代谢物，覆盖更多的代谢通路。麦特绘谱非靶向方法基于高通量GC-TOFMS平台采用标准品可对1500+代谢物进行定性，其技术特点如下：

全自动化学衍生进样协同：采用Gerstel领先工业自动化技术，实现在线衍生和样本分析协同进行，避免人为操作误差；

自建1500+代谢物标准品质谱库JiaLib™ ，包含FAMEs和Alkanes保留指数体系，精准定性，便于后续靶向定量及生物学功能验证；

可覆盖氨基酸、有机酸、碳水化合物、脂肪酸、脂质、核苷酸、维生素、辅酶和多胺等多种类别的代谢物。

Q300 代谢芯片
Q300是麦特绘谱2019年全新开发的全靶向检测服务产品，其以高灵敏度和高选择性的UPLC-TQMS为分析平台，靶向定量检测300+种代谢物，既能满足生物样本多种类代谢物检测，又能获得绝对定量信息，适合于发现型代谢组学研究和临床代谢组学研究。其技术特点如下：

其技术特点如下：

高通量绝对定量检测300+种小分子代谢物，涵盖碳水化合物、有机酸、氨基酸、脂肪酸、胆汁酸、吲哚类等代谢物类群；

60+种同位素内标校正，300+种标准品不同线性范围定量高低浓度代谢物；

采用衍生化试剂进行标准化、高通量样本制备，实现超高灵敏度和跨量级检测；

微量滴定板检测，MRM多通道同时采集保留时间和离子对信息确保代谢物精准鉴定；

采用批量化自动化TMBQ定量数据处理软件，适用多种质谱平台，实现科研与临床并举。

胆汁酸全谱分析
胆汁酸是一大类胆烷酸的总称，可分为初级/次级或结合/游离型胆汁酸。初级胆汁酸由肝合成并随胆汁排入肠内，促进对脂类物质的消化和吸收。大部分初级胆汁酸会在回肠末端被重吸收入血再回到肝脏，该过程称为肝肠循环。少量胆汁酸会被特定的肠道菌群进一步代谢为次级胆汁酸。能够影响肠道中胆汁酸种类的菌类主要有乳酸菌、双歧杆菌、肠杆菌、拟杆菌和梭状芽孢杆菌。胆汁酸除了促进脂类消化和吸收，还是重要的信号分子，可影响肠道屏障功能，调节宿主功能。

麦特绘谱胆汁酸全谱分析平台可确保多种胆汁酸同分异构体获得较好的分离，并以10+同位素标记胆汁酸为内标可在多个物种、多种生物样本中精确定量60+种胆汁酸，部分检测列表如下：

宏代谢组学
人类肠道中生活着大量微生物，它们不仅参与日常饮食的消化和吸收，还能通过自身的酶产生各种小分子代谢物调控肠道局部免疫应答，并影响宿主生理状态。目前已被报道的菌群代谢物，如短链脂肪酸、支链氨基酸、芳香酸代谢物和胆汁酸等影响包括肥胖、糖尿病、非酒精性肝脂肪、阿尔兹海默病和胃肠道癌症在内的多种人类疾病的发生发展。代谢组学是研究肠道菌群的利器，因为菌群代谢物的变化是菌群功能改变最直接的反映。

麦特绘谱菌群-宿主共代谢物检测平台（宏代谢）基于UPLC-TQMS靶向绝对定量检测170+肠道菌群相关代谢物，涵盖胆汁酸、氨基酸、脂肪酸、有机酸、吲哚、苯类等代谢物类群，涉及短链脂肪酸代谢、色氨酸代谢、胆汁酸代谢等多条重要菌群-宿主互作代谢通路。另外，宏代谢还可与菌群测序数据（16S或宏基因组）作关联分析，更全面阐述菌群-代谢物-宿主互作对疾病发生发展的影响机制。

脂质组学
越来越多的研究表明脂质不仅是生物膜的骨架成分和能量贮存物质，也参与细胞的许多重要功能。目前已证明人类许多重大疾病都与脂质代谢紊乱相关，如阿兹海默症、糖尿病、肥胖症、癌症、神经退行性疾病以及某些传染病等。因此，脂质组学能够从整体上大规模地认识脂质在生命过程中起到的作用，并可能发现新的标志物，为将来疾病的治愈或者药物抗性研究提供新的思路。

脂质组学一般分为鸟枪法脂质组和定量脂质组。前者对所有可测量和可重复的质谱信号进行全面分析，包括注释的脂质和未识别的分析物。后者是对特定脂质的定量测定。麦特绘谱脂质组平台主要针对生物样本内有生物学功能解释的酰基肉碱，甘油磷脂和鞘磷脂三大类进行靶向定量分析。

麦特绘谱脂质组学平台靶向定量检测140+种脂类化合物，部分检测列表如下：

脂肪酸全谱分析
脂肪酸是一类一端含有一个羧基的长的脂肪族碳氢链的有机物。脂肪酸可以分为饱和脂肪酸和不饱和脂肪酸，而根据双键位置的不同，不饱和脂肪酸又可分为ω-3, ω-6, ω-9系等等。脂肪酸是重要的能量物质，其经β氧化可以释放大量的能量并生成乙酰辅酶A。乙酰辅酶A是体内许多代谢物的合成前体。脂肪酸不仅为营养所必需，而且与儿童生长发育和健康成长密切相关，还具有降血脂、防治冠心病等治疗作用，且与智力发育、记忆等生理功能有一定关系。

麦特绘谱脂肪酸全谱分析平台靶向定量检测71种脂肪酸，部分检测列表如下：

短链脂肪酸谱分析
短链脂肪酸是一类重要的菌群代谢产物。乙酸、丙酸和丁酸是生物体内短链脂肪酸池中的主要成分，是由肠道菌发酵膳食纤维而产生。当可发酵的膳食纤维不足时，肠道菌群会转而利用不利于其生长的蛋白质或食物脂肪来作为能量来源。发酵支链氨基酸会产生支链脂肪酸，如异丁酸和异戊酸。短链脂肪酸能够促进宿主葡萄糖稳态，并有抗炎和抗癌作用。

麦特绘谱短链脂肪酸检测可提供基于GC-MS平台的7种短链脂肪酸和基于LC-MS平台的12种短链脂肪酸，部分检测列表如下：

氨基酸谱分析
氨基酸是蛋白质的基本组成单元。当食物中的蛋白质被消化后，氨基酸就会被吸收并进入到循环系统。在氨基酸中，赖氨酸、色氨酸、苯丙氨酸、蛋氨酸、苏氨酸、异亮氨酸、亮氨酸和缬氨酸是人体自身不能合成的，需要从食物中进行补充，属于必需氨基酸。对于婴儿来说，组氨酸也属于必需氨基酸。氨基酸拥有许多重要的生理功能，如调节肌肉和荷尔蒙的活性，形成并维持人体的各个组织。

麦特绘谱的氨基酸检测平台以同位素标记氨基酸为内标，可靶向定量检测20种组成蛋白质的氨基酸和22种相关的氨基酸代谢物（共42种），部分检测列表如下：

神经递质类检测分析
神经递质是一类内源性小分子代谢物，在神经元、肌肉细胞或受体之间的化学突触中起信使作用。神经递质分布在神经、肌肉和感觉系统的各个角落，对正常的生理功能至关重要。许多精神疾病的发展与神经递质紊乱有关，如帕金森病、阿尔茨海默病、抑郁症、癫痫等。神经递质定量分析对这些疾病的研究具有重要意义。

麦特绘谱的神经递质检测平台靶向定量检测多种类型的神经递质，包括氨基酸类、胆碱类、多元醇和儿茶酚胺类。部分检测列表如下：

类固醇激素检测分析
类固醇激素是一类四环脂肪族碳氢化合物。它主要包括由性腺产生的性激素和由肾上腺皮质产生的皮质激素。类固醇激素在维持生命活动、调节免疫系统、生长发育和治疗皮肤病方面起着重要作用。类固醇激素的评估有助于某些疾病的诊断和发病机制研究，如不孕症和性早熟。

麦特绘谱类固醇激素检测平台靶向定量检测列表如下：

辅酶A检测分析
辅酶A是对一类有机辅因子的总称。辅酶A相关化合物在正常生理活动中起重要作用。例如，乙酰辅酶A是能量代谢的重要中间代谢物。它也是合成生理活性代谢物如脂肪酸、酮体和胆固醇的前体。此外，蛋白质的一些翻译后修饰需要辅酶A相关化合物的参与，如乙酰辅酶A、琥珀酰辅酶A和丙二酰辅酶A。

麦特绘谱辅酶A检测平台靶向定量检测多种辅酶A，部分检测列表如下：

核苷酸类检测分析
麦特绘谱核苷酸检测平台可靶向定量检测核苷酸及相关代谢物，包括DNA和RNA合成的前体物质UTP、GTP等，一些辅酶如NADPH、NADP等以及细胞内重要的抗氧化物质GSH的氧化形式。基于该平台检测结果，能够评估细胞内线粒体的功能以及氧化应激的状态。部分检测列表如下：

还原糖检测分析
糖类是所有生物维持其生命活动的主要能量来源，其中葡萄糖是最重要的能量物质。葡萄糖代谢的失衡会导致细胞功能的紊乱，进而引发多种疾病的发生。核糖有着自己独特的作用，它是遗传物质的组成部分。果糖是人体内第二大单糖，能够促进癌细胞的生长和转移。甘露糖也有令人惊讶的功用。最近的一项研究表明，甘露糖能够抑制肿瘤生长，并增强化疗效果。

麦特绘谱开发了还原糖检测平台，部分检测列表如下：

有机酸类检测分析
麦特绘谱的有机酸检测平台主要用于定量检测TCA循环中的小分子代谢物。TCA循环是三种主要营养素(碳水化合物、脂类和氨基酸)的最终代谢途径，也是碳水化合物、脂类和氨基酸代谢的中枢。该方法还可检测其他重要的功能小分子，如致癌代谢物2-羟基戊二酸、可保护肝纤维化的乙酰乙酸。本平台的部分检测列表如下：