代谢组学——广泛靶向代谢组
广泛靶向代谢组介绍
广泛靶向代谢组介绍广泛靶向代谢组学是一种研究生物体内所有代谢物的方法，旨在全面理解生物体内代谢物的种类、变化趋势以及与生物体功能、环境和疾病的关联。
广泛靶向代谢组学利用先进的技术和分析方法，全面而高效地检测和鉴定生物体内代谢产物，并通过统计学方法对其进行分析和解释。
广泛靶向代谢组学采用高效液相色谱质谱联用（LC-MS）和气相色谱质谱联用（GC-MS）等先进分析技术，可以检测数千种代谢产物，包括小分子有机物、蛋白质、核酸和糖类等。
通过对这些代谢产物的量和质谱信息进行分析，可以探索生物体内代谢物的组成、生成与消耗的动态变化，从而揭示生物系统的代谢规律。
广泛靶向代谢组学在生物医学研究中具有广泛的应用领域。
首先，广泛靶向代谢组学可用于生物标志物发现和生物体健康状态的评估。
代谢组学分析可以鉴定与疾病相关的代谢特征，从而为疾病早期诊断提供依据，并为个体化治疗策略的制定提供参考。
其次，广泛靶向代谢组学可用于药物研发和药物代谢动力学研究。
通过分析生物体内代谢产物的变化，可以评估药物在体内的代谢过程和代谢产物的生成情况，为新药的发现、开发和药代动力学研究提供重要的信息。
此外，广泛靶向代谢组学还可应用于食品安全和农业领域。
通过分析食品中的代谢物，可以评估食品的质量、安全性和营养价值，从而为食品生产和安全监管提供科学依据。
在农业领域，广泛靶向代谢组学可以用于研究植物代谢过程和生物体对环境胁迫的响应机制，为植物育种和农作物产量提高提供指导。
广泛靶向代谢组学的主要挑战包括样品的制备和分析技术的改进。
由于生物体内代谢物的种类繁多且浓度差异较大，样品制备过程对结果的准确性和可靠性具有重要影响。
此外，仍需要改进分析技术，提高分析的准确性、灵敏度和高通量性能，以应对复杂样品的分析需求。
总之，广泛靶向代谢组学是一种全面观察和分析生物体内代谢物的方法，具有广泛的应用前景。
通过对生物体内代谢物的组成和变化进行研究，可以深入理解生物体的代谢规律、疾病发生的机制以及药物的作用机制，为健康状况评估、药物研发和食品安全等领域提供重要的科学基础和技术支持。
全谱代谢组学和广泛靶向代谢组学的关系
全谱代谢组学和广泛靶向代谢组学是两种在代谢组学研究中常用的分析方法。
虽然它们在技术和研究范畴上有所不同，但两者之间有着密切的关系。
本文将从不同的角度分析全谱代谢组学和广泛靶向代谢组学的关系，探讨它们在代谢组学研究中的应用和意义。
一、全谱代谢组学和广泛靶向代谢组学的定义全谱代谢组学是一种综合性的代谢组学分析技术，通过液相色谱-质谱联用技术（LC-MS）或气相色谱-质谱联用技术（GC-MS）等手段，对生物样本中的所有代谢产物进行全面、系统的分析，以获取样本中所有代谢产物的种类和含量等信息。
广泛靶向代谢组学是指在全谱代谢组学的基础上，通过设定一系列靶向代谢产物进行分析，针对特定的代谢途径、代谢产物类别或生物化合物进行有针对性的研究。
这种方法相比于全谱代谢组学更加注重对特定代谢产物的定量和分析。
二、全谱代谢组学和广泛靶向代谢组学的关系1. 共同点虽然全谱代谢组学和广泛靶向代谢组学在技术和研究目的上有所不同，但它们都是代谢组学研究中的重要分析手段，都可以为研究者提供丰富的代谢信息。
两者都能够全面、系统地分析生物样本中的代谢产物，发现与疾病、环境等相关的代谢异常。
2. 差异点全谱代谢组学更加侧重于对所有代谢产物的分析，它涉及到的代谢产物种类繁多，分析范围广泛，能够为生物样本提供全面的代谢信息。
而广泛靶向代谢组学则更加注重对特定代谢产物的定量和分析，其研究范畴相对较窄，但能够提供更加精准的代谢信息。
三、全谱代谢组学和广泛靶向代谢组学在代谢组学研究中的应用1. 全谱代谢组学的应用全谱代谢组学可以广泛应用于生物医学、生态环境、农业科学等领域的研究中。
在生物医学领域，全谱代谢组学可用于疾病诊断、治疗效果评估、药物代谢和毒性评价等方面。
在生态环境领域，全谱代谢组学可用于环境污染物的监测和生物标志物的发现。
在农业科学领域，全谱代谢组学可用于农作物的营养状况评估和抗逆性研究等方面。
2. 广泛靶向代谢组学的应用广泛靶向代谢组学在药物研发、疾病生物标志物的筛选、营养代谢和毒性代谢机制研究等方面都有着重要的应用。
代谢组学主要的研究对象及研究目标有哪些
代谢组学主要的研究对象及研究目标有哪些？代谢组学的研究对象主要是分子量小于1000Da的内源性小分子，研究方向包括：全代谢组研究（对限定条件下的特定生物样品中所有代谢组分的定性和定量），靶向代谢组研究（对某个或某几个特定组分的分析），代谢轮廓分析（对少数所预设的一些代谢产物的定量分析），代谢指纹图谱分析（不分离鉴定具体单一组分，而是对样品进行快速分类），其中全代谢组和靶向代谢组研究是目前代谢组研究的主要方向。
代谢组研究相对于基因组和蛋白质组研究而言有什么不同之处？主要特点包括三方面：一、基因和蛋白表达的有效的微小变化会在代谢物上得到放大，从而使检测更容易；二、代谢组学的技术不需建立全基因组测序及大量表达序列数据库；三、因为代谢产物在各个生物体系中都是类似的，所以代谢组学研究中采用的技术更通用。
代谢组的样品重复性有什么要求？代谢组学基于多元统计分析方法进行的，在样品准备上相对于转录组和蛋白质组而言需要更多的重复数据。
一般建议植物样品：最少6次，建议8次生物学重复；模式动物及微生物样品：最少8次，建议10次生物学重复；临床样品：30次生物学重复以上，如组织样品不好取样，可控制在20次重复以上。
目前的主要代谢组技术有哪些？各有什么特点？目前主要的代谢组技术平台主要有NMR（核磁共振）、GC-MS（气相色谱-质谱）、LC-MS（液相色谱-质谱）；NMR技术具有无损伤性，无辐射性，无偏向性，方法灵活，处理简单等优点，但灵敏度较低，动态范围有限；GC-MS技术具有高分辨率，高灵敏度，有比较标准的数据库，易于定性等优点，但需衍生化，预处理繁琐；LC-MS技术具有灵敏度较高，较宽动态范围，无需衍生化等优点，但标准谱图库信息不全，不易定性；代谢组学在系统生物学中有什么作用？它的地位如何？基于组学技术的系统生物学研究内容涵盖基因组学、转录组学、蛋白质组学和代谢组学。
这几种组学的研究中，基因组学主要研究生物系统的基因结构组成，蛋白质组学研究有生物系统表达的蛋白质及由外部刺激引起的差异。
广泛靶向代谢组介绍
提供领先的代谢组学服务 Providing Advanced Metabolomic Services
mGWAS产品应用与案例
题 目： Metabolite-based genome-wide association studies in plants
期 刊 名：Current Opinion in Plant Biology 发表时间：2015，24:31-38 技术平台：广泛靶向代谢组，二代测序 文章内容：The plant metabolome is the readout of plant
对其进行进一步方法优化，
IDA critetia
发现更多潜在的代谢物离子， 发掘更多有生物学功能的代 谢物，建立物种特异质谱代 谢数据库的过程。
Q1
Q2
Q3
100.1 (CE=5eV) 100.1
100.4
100.4
10..0.7
10..0.7
1000.0 7.49
1000.0
EPI scan (Enhanced Product Ion)
physiological status and is regarded as the bridge between the genome and the phenome of plants. Unraveling the natural variation and the underlying genetic basis of plant metabolism has received increasing interest from plant biologists.
广泛靶向代谢组： 建库——数据库建立——MRM检测——数据分析
数据库建立：通过标准品、人工解谱、 文献资料和数据库匹配等手段，鉴定 物质，建立代谢组数据库。
广泛靶向代谢组介绍 PPT
广泛靶向代谢组： 建库——数据库建立——MRM检测——数据分析
数据分析（定性）： 利用MRM检测到 的信息（RT，Q1， Q3）在MWDB3.0 数据库中匹配物质 信息。
2.产品特点
广泛靶向代谢组： 建库——数据库建立——MRM检测——数据分析
2.产品特点
广泛靶向代谢组： 建库——数据库建立——MRM检测——数据分析
广泛靶向代谢组介绍
1.1代谢组学与系统生物学
1.背景知识
1.1代谢组学与系统生物学
1.背景知识
代谢组是生物体表型的基础和直接体现者。代谢组与基因组、转录组、 蛋白组相比更接 近生物体的表型， 基因组和蛋白组的微小变化可以在代谢组层面得以体现和放大 。代谢 产物作为生物体在内外因素作用下基因转录和蛋白表达的最终结果， 是生物体表型的物 质基础。
100.4
10..0.7
10..0.7
1000.0 7.49
1000.0
EPI scan (Enhanced Product Ion)
Q1
Q2
LIT
100.1 (CE=30eV)
100.4
10..0.7
1000.0
249.2
141.2 189.1
91.0
Intensity Intensity
意义：发掘物种特异代谢物，
数据库建立：通过标准品、人工解谱、 文献资料和数据库匹配等手段，鉴定 物质，建立代谢组数据库。
2.产品优势
广泛靶向代谢组： 建库——数据库建立——MRM检测——数据分析
2.产品特点
MRM扫描：利用物质检测相关参数（Q1，Q3，RT，DP，CE）检测不同样本中物质的相对 含量，获得物质的定性定量数据。
靶向代谢组学原理
靶向代谢组学原理靶向代谢组学是一种研究生物体代谢状态的方法，通过系统性的代谢物检测和分析，可以揭示代谢途径的变化、发现新的代谢标志物，并提供对生物体生理状况和疾病发展的深入理解。
本文将从靶向代谢组学的原理出发，介绍其在生物医学领域中的应用和意义。
靶向代谢组学的原理基于代谢物在生物体内的产生和消耗过程。
代谢物是生物体内化学物质的总称，包括蛋白质、脂质、核酸和小分子有机物等。
生物体的代谢过程是一系列相互关联的化学反应，通过这些反应，生物体能够获取能量、合成新的分子以及维持生命活动的正常进行。
代谢物的种类和含量受到遗传、环境和生理状态等多个因素的影响，因此代谢物的检测和分析可以提供对生物体内过程和状态的全面了解。
靶向代谢组学通过选择性检测和分析特定的代谢物或代谢物组，以揭示生理或病理状态下的代谢变化。
这种方法的核心是使用先进的分析技术，如质谱和核磁共振等，对代谢物进行定量和定性分析。
通过与数据库中的代谢物信息进行比对和分析，可以确定代谢物的结构和功能，并进一步研究其在生物体内的作用和调控机制。
靶向代谢组学在生物医学领域中有着广泛的应用和意义。
首先，它可以用于疾病的早期诊断和预测。
许多疾病的发展过程中伴随着代谢的异常变化，通过检测和分析这些变化可以及早发现疾病的迹象。
例如，肿瘤细胞的代谢与正常细胞存在差异，通过靶向代谢组学可以发现肿瘤标志物，从而实现早期癌症的诊断。
此外，靶向代谢组学还可以帮助预测患者对治疗的反应，为个体化治疗提供依据。
靶向代谢组学可以用于药物研发和评价。
药物的疗效和毒性往往与代谢物的变化密切相关，通过靶向代谢组学可以研究药物在生物体内的代谢动力学和代谢产物的生成规律，为药物的优化和安全性评价提供依据。
此外，靶向代谢组学还可以揭示药物的作用机制，进一步理解药物与生物体的相互作用过程。
靶向代谢组学还可以在营养学和食品科学领域中发挥重要作用。
通过检测和分析食物中的代谢物，可以了解食物的成分和品质，为制定健康饮食和食品安全提供科学依据。
非靶向和广靶代谢组学的区别
非靶向和广靶代谢组学的区别
非靶向代谢组学和广谱代谢组学（也称为广靶代谢组学）是代谢组学研究中常用的两种方法，它们在样品准备、数据获取和数据分析等方面有所不同。
首先，非靶向代谢组学是一种无偏的方法，它旨在对样品中的尽可能多的代谢物进行检测和鉴定。
这种方法通常使用高分辨质谱技术，如液相色谱-质谱联用（LC-MS）或气相色谱-质谱联用（GC-MS），以获取代谢物的离子片段和质荷比。
非靶向代谢组学不需要事先对代谢物进行假设或选择特定的代谢物进行分析，因此能够发现未知的代谢物并进行全面的代谢物组分析。
与之相反，广靶代谢组学是一种有针对性的方法，它旨在对特定的代谢物类别进行分析，如脂质、氨基酸、核苷酸等。
这种方法通常使用特定的色谱-质谱方法来定量分析已知的代谢物类别，因此在样品准备和数据分析上相对更加简单和快速。
在样品准备方面，非靶向代谢组学需要更加复杂的样品提取和制备方法，以确保尽可能多的代谢物被检测到。
而广靶代谢组学则可以使用相对简单的样品制备方法，因为它只关注特定的代谢物类
别。
在数据获取和分析方面，非靶向代谢组学需要对大量的数据进行处理和解释，包括代谢物的鉴定和定量分析。
而广靶代谢组学通常只需要对特定代谢物类别的数据进行处理和解释，因此相对更加简单和快速。
总的来说，非靶向代谢组学和广靶代谢组学在代谢物的检测和分析范围、样品准备、数据获取和数据分析等方面有所不同，研究者可以根据研究目的和需求选择适合的方法进行代谢组学研究。
广泛靶向代谢组技术
广泛靶向代谢组技术广泛靶向代谢组技术是一种新兴的代谢组学技术，适用于各种样本的全谱代谢物分析。
这种技术可以同时检测数千种化合物，并提供高通量数据，以揭示生物体内的多个代谢途径和生物标志物。
目前，代谢组学在生物医学、生态学和食品科学等领域得到了广泛应用。
广泛靶向代谢组技术的原理是利用质谱法对样品中的代谢物进行定量和鉴定。
该技术采用了小分子化合物分析技术，不同于传统的基于分子量选择离子扫描（Selected Ion Monitoring，SIM）或选择离子反应（Selected Reaction Monitoring，SRM）的方法。
它可以在一次分析中同时监测成千上万个质量信号，并确定代谢物的相对丰度。
这种方法具有高度的可重复性和准确性，可以准确识别大量化合物，包括极性化合物和离子化合物。
此外，该技术还可以检测SNPs和化学修饰对代谢物产生的影响。
广泛靶向代谢组技术的操作流程包括样品制备、质谱分析和数据处理。
在样品制备方面，通常采用蛋白沉淀、洗涤、干燥等处理方法。
质谱分析一般采用多反应监测（Multiple Reaction Monitoring，MRM）或全谱扫描（Full Scan）的方法进行。
MRM方法可以提高信号的选择性和灵敏度，降低噪音的产生。
全谱扫描方法可以监测所有质量信号，并且不会错过任何已知或未知的代谢物。
数据处理包括特征提取、预处理、缺失值填充和统计学分析等步骤。
这些步骤旨在减少误差和干扰，并提高数据的可靠性和精准度。
广泛靶向代谢组技术的应用范围非常广泛。
例如，它可以用于生物体的药物代谢动力学研究、食品安全评估、植物遗传育种和环境毒理学研究等领域。
现在许多研究都将代谢组技术与其他分析技术相结合，例如基因编辑技术、蛋白质组学和转录组学等。
这种多级别的系统生物学方法可以更好地理解生物系统的功能，识别新的生物标志物和药物靶标，为疾病治疗提供新的思路。
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一、研究概述
20世纪80年代，英国帝国理工大学Nicholson教授首次提出了代谢组学的概念，被誉为“国际代谢组学之父”。
2005年，加拿大基因委员会投资750万美元创建了“人类代谢组计划”(HMP)，最终构建了HMDB代谢组数据库。
在这十年来，代谢组学检测技术也经历了由核磁(NMR)转向气质联用(GCMS)再到液质联用(LCMS)的发展历程，检测结果的有效信息量也有了10倍的提升。
代谢组学相较于其他组学的优势在于：（1）据估计，人类含有约6500种小分子代谢物，尽管新的和更灵敏的测量技术正逐步揭示更多的化学物种，然后代谢物的数量仍然可能比在人类中发现估计的25000个基因、100000个转录组和1000000个蛋白质少；（2）代谢组检测的是基因组、转录组和蛋白组的可变性下游表型，从而可以提供高度整合的生物学状态概况；（3）代谢组学是一种精确和无创的工具，用于识别药物治疗作用和可能的毒理学效应，并分离遗传学、微生物活性和营养对整体代谢表型的作用
二、广泛靶向代谢组
目前，代谢组学的研究主要包括靶向代谢组和非靶向代谢组。
靶向代谢组（Targeted metabolomics）：少数已知代谢物定性和定量检测，具有灵敏度高、定性定量准确的特点；非靶向代谢组（Untargeted metabolomics）：同时检测数百乃至数千种代谢物（包括已知和未知代谢物），但其灵敏度较之靶向代谢组低1-2个数量级，定性定量准确性也相对较差。
今天小编介绍的就是一种整合了非靶向和靶向代谢物检测技术优点的新型代谢组检测技术——广泛靶向代谢组（Widely Targeted Metabolome）。
广泛靶向代谢组（Widely Targeted Metabolome）作为第二代或者新一代靶向代谢组（Next Generation Metabolome）技术，区别于现有代谢物检测方法，该技术平台建立了LC-MS/MS代谢物标品数据库，整合了非靶向和靶向代谢物检测技术的优点，可以检测覆盖18大类，2500多个代谢物，实现了高通量、高灵敏、广覆盖的靶向代谢物检测。
广靶技术作为一项核心专利技术，早于2013在《Molecular Plant》（IF：9）杂志上发表题为《A Novel Integrated Method for
Large-Scale,Identification,and Quantification of Widely Targeted Metabolites: Application in the Study of Rice Metabolomics》的方法学文章。
产品简介
广泛靶向代谢组（Widely Targeted Metabolome）：广泛靶向代谢组学技术基于QQQ 三重四级杆的靶向检测原理和MRM的黄金定量模式，结合千种自建标品数据库，同时达到定性准、通量高、定量黄金标准的检测模式。
其技术特点如下：
1.高通量——一次定性、定量检测到600+代谢物
2.高灵敏——检测下限达到pg级
3.定量准——AB6500+三重四极杆定量黄金标准
4.定性准——自建MWDB标品数据库（千标建库）
5.广覆盖——覆盖kegg中近200个pathway
三、应用方向
近两年利用广泛靶向代谢组学新技术已在Nat Genet、Nat Commun、PNAS、Plant Cell、Plant J、Mol Plant、Curr Opin Plant Biol等杂志发表论文多篇，代表着代谢组学研究最新发展方向。
1.疾病生物标志物biomaker的筛选
1）期刊：Nature IF=32
研究内容：发现前列腺癌重要标志物-肌氨酸
Title：Metabolomic profile s delineate potential role for sarcosine in prostate cancer progression. 2）期刊：Hepatology IF=14.971
研究内容：肝癌血清标志物大队列人群研究
Title：A Large-Scale,Multicenter Serum Metabolite Biomarker Identification Study for the Early Detection of Hepatocellular Carcinoma
2.肠道菌群+代谢组研究人体肠道健康
1）期刊：Gut microbiota IF=14.9
研究内容：肠道微生物+代谢组学研究运动员与宅男宅女的肠道代谢差异。
Title：The microbiome of professional athletes differs from that of more sedentary subjects in composition and particularly at the functional metabolic level
2）期刊：Nature Immunology IF=20.1
研究内容：肠道菌群+代谢研究I型糖尿病
Title：Gut microbial metabolites limit the frequency of autoimmune T cells and protect against type1diabetes
3.转录+代谢研究疾病机制
期刊：Scientific Reports IF=5.2
研究内容：代谢组学与转录组学研究子宫颈癌
Title：A Comprehensive Analysis of Metabolomics and Transcriptomics in Cervical Cancer.
4．药效研究：确定药物药效，缩短临床时限，降低新药研发经费
期刊：Translational psychiatry，IF=5.5
研究内容：苏拉明能逆转成年老鼠的自闭症状。
Title：Reversal of autism-like behaviors and metabolism in adult mice with single-dose antipurinergic therapy.。