代谢组学研究技术进展
细胞代谢组学研究及应用进展
细胞代谢组学研究及应用进展【关键词】细胞代谢组学；研究方法与应用；综述【摘要】细胞代谢组学作为代谢组学研究的一个新兴的方向，在病原体感染、肿瘤研究、药物作用机制及药物研发、毒性评价等多个领域都有所应用。
可解决基本的生物学问题，并允许观察细胞内的代谢现象。
现简要综述细胞代谢组学的主要研究方法及其应用方面的研究进展。
1.细胞代谢组学的研究方法细胞代谢组学实验一般可分为几个步骤：细胞增生培养或刺激、淬灭、代谢物提取、样品检测和数据处理。
1.1细胞淬灭细胞淬灭是指快速使细胞内的酶失活，阻止代谢物变化。
理想的淬灭技术应在不损害细胞、不造成细胞内代谢物泄漏的前提下确保胞内酶迅速失活。
Hounoum等考察3种细胞淬灭方式对NSC-34鼠神经元细胞的影响，分别为-40℃甲醇淬灭、-20℃甲醇淬灭及迅速冻存于-80℃后加入4℃甲醇淬灭。
实验结果显示-40℃甲醇是用于该细胞最为理想的淬灭方式；有研究发现甲醇会破坏细胞膜结构，从而导致无法控制的细胞内代谢物泄漏，故常在甲醇中加入缓冲液如HEPES及AMBIC以维持离子强度，避免渗透冲击。
而对于贴壁细胞，液氮冷冻被是停止其酶活性的最佳方法，Zhao等比较了液氮和75%甲醇（-80℃)2种溶液对副溶血性弧菌细胞的淬灭效果，结果发现75%甲醇（-80℃）淬灭时，细胞发生代谢物泄漏；液氮淬灭速度快，且不存在代谢物泄漏问题。
1.2代谢物提取代谢物具有不同的化学和物理性质，如大小、质量、极性、溶解性等，而细胞代谢组学要求找到一种合适的提取方式，尽可能多地把胞内所有代谢物定量提取出来。
因此，提取方法应该有效而没有选择性和破坏性。
提取过程应有效地从细胞中释放代谢物，避免潜在干扰，确保最小代谢物损失。
胞内代谢物通常单独用有机溶剂，或与水结合，或与其他有机溶剂结合，在不同温度条件下提取。
经典的酸性和碱性提取剂也可分别用来提取对酸、碱稳定的化合物。
对于悬浮细胞，常用含水甲醇、含水乙腈或纯甲。
基于RNA测序技术的代谢组学研究进展
基于RNA测序技术的代谢组学研究进展近年来，随着RNA测序技术的发展和应用，代谢组学研究也得到了重大进展。
这项技术基于RNA测序技术，通过对不同细胞类型或不同环境条件下某一种生物体内RNA的序列分析，鉴定出各种代谢物，并进一步发掘代谢通路及其调控机制。
在生命科学、疾病诊断和治疗等方面应用广泛。
一、RNA测序技术概述RNA测序技术主要分为两种：第一种是转录组测序技术，可以用来研究细胞或组织在不同生理条件下的基因转录水平，从而识别功能相关基因；另一种是RNA剪接测序，用于检测RNA前体分子剪接产物，进而鉴定链型和剪接位点。
在RNA测序技术中，主要的两种方法是表达测序技术和单细胞测序技术。
表达测序技术是对基因表达水平的统计分析，能够测定RNA在整个样品组中的产量，包括在两个或多个样品之间的比较。
单细胞测序技术是针对生命体中单个细胞进行分析，可以展现各个细胞类型和亚型间表现的差异。
二、基于RNA测序技术的代谢组学研究进展RNA测序技术在代谢组学研究中的应用主要有两个方面：转录组代谢组联合分析和代谢组逆推转录组。
转录组代谢组联合分析方案中，它能够识别不同生物条件下代谢通路调控的相关基因，从而分析和比较代谢通路路径中不同环节的差异性。
这样可以为深入研究各种代谢通路的机制提供更有力的证据。
代谢组逆推转录组方案则是针对代谢物进行研究，通过分析代谢产物的变化，确定出相应的基因表达变化。
对于某些疾病诊断和预测方面，该方案应用较为广泛。
三、RNA测序技术的优势与局限RNA测序技术的优势在于：先进的高通量技术，使得对其他技术难以测定的低丰度基因或转录物进行研究成为可能；RNA分子具有广泛的生物学功能，有助于研究转录水平的影响和生物体中其他代谢物的研究。
在代谢组学研究领域，RNA技术也为代谢物的发现、研究和诊断提供了新的方法和突破。
然而，RNA测序技术也存在一些局限。
除了技术成本高，RNA分子本身在样品采集、处理和储存过程中易被分解，同时存在重复和杂讯，加剧了实验误差。
组学技术在遗传代谢病筛查、诊断及发病机制探索中的应用研究进展
组学技术在遗传代谢病筛查、诊断及发病机制探索中的应用研究进展王朝1，张瑄21 天津市儿童医院（天津大学儿童医院）天津市儿科研究所天津市儿童出生缺陷防治重点实验室，天津 300134；2 天津市儿童医院（天津大学儿童医院）肾脏内科摘要：组学技术是指利用高通量、高分辨率、高灵敏度和高效率的技术手段对生物体内不同层面物质的分子组成进行全面、系统、定量或半定量的检测和分析的技术，包括基因组学技术、转录组学技术、蛋白质组学技术和代谢组学技术等。
近年来，组学技术的发展和应用为遗传代谢病（IMDs）的筛查、诊断以及发病机制探索提供了新的思路和方法。
基因组学技术有Sanger测序、二代测序（NGS）和基因芯片等，可应用于产前诊断、新生儿筛查（NBS）、疾病诊断和基因变异携带者筛查等。
转录组学技术不仅可以在mRNA序列水平上检测遗传变异，而且能够通过评估诸如基因表达水平、异常剪接或基因融合等直接分析遗传变异的影响，验证非编码区变异的致病性，可用于黏多醣贮积症（MPS）的诊断和甲基丙二酸血症（MMA）致病机制的研究等。
蛋白质组学技术包括质谱技术和基于抗体的技术，可用于MMA、溶酶体贮积症（LSD）等发病机制的研究。
代谢组学技术分为非靶向代谢组学技术和靶向代谢组学技术，可用于IMDs的筛查、新标志物探索和发病机制研究。
多组学技术整合可以突破单一组学技术的局限性，基因组学技术与代谢组学技术整合明显提高了IMDs的筛查效率，转录组学技术与基因组学技术整合可以提高基因诊断准确率，基因组技术、转录组技术、蛋白质组技术和代谢组技术整合还可用于部分IMDs的机制探索。
关键词：组学技术；基因组学技术；转录组学技术；蛋白质组学技术；代谢组学技术；多组学技术；遗传代谢病doi：10.3969/j.issn.1002-266X.2023.21.024中图分类号：R589 文献标志码：A 文章编号：1002-266X（2023）21-0098-04遗传代谢病（IMDs）是一类由基因缺陷导致的内源性物质代谢紊乱性疾病，常伴随着身体的多系统受损和多种临床表现，包括有机酸血症、尿素循环缺陷、溶酶体贮积症（LSD）和氨基酸代谢障碍等，大多数呈常染色体隐性或X连锁隐性遗传，其发生率较低，但危害性较大。
代谢组学的研究进展及其在肾病综合征中的应用前景
陆 荣华 ， 杜 玉 君
（ 吉林 大学 白求 恩第 一 医 院 肾 内科 ， 吉林 长 春 １ ３ ０ ０ ２ １ ）
代 谢 组 学 技 术 是 检 测 体 内某 种 微 量 分 子 的 存 在 来 直 观 体现体 内代 谢 的过 程 ， 从 而 推 断 代 谢 过 程 的 一 种 技 术 手
段＿ ８ ］ 。通 过 代 谢 组 学 的 研 究 不 仅 可 以 了解 疾 病 的 发 生 、 发 展 以及 治 疗 过 程 中机 体 的 状 态 和 变 化 ， 还 可 以探 索 外 界 干 扰 因素 （ 微生 物 、 环境、 饮食、 药物 、 毒物及 生活方式 等） 对 机 体 的影 响 ， 为 临床疾病 的诊断 、 防控 、 病 理 机 制 的探 索 、 临 床 治 疗 方 案 的评 价 甚 至 新 治 疗 靶 点 的 发 现 提 供 了新 的 途 径 和 思 路。 代 谢 组 学 的 支持 者 普 遍 认 为 ， 在 所有组 学技术 中 ， 代 谢 组学在发现生 物标 记物 方 面是最 具 有潜 力 的， 最 不 可 或 缺 的 。与 其他 组学 等 领 域 相 比 ， 代谢 组学技 术更 为直接 的 、 更 为 显 而 易 见 的 呈 现 了 体 内 代谢 过程 。
１ 代 谢 组 学 的简 介 １ ． １ 代 谢 组 学 的定 义
随 着 代 谢组 学研 究 队伍 的逐 渐 扩 大 ， 检 测 技 术 的水 平 也 在 飞 速 提 高 。串 联 色谱 、 多 维 质 谱 及 超 大 功 率 磁 共 振 平 台 等
概念正驱使代谢组学 相关技 术朝着 通量更 高 、 定性更 易 、 定
基于核磁共振的代谢组学研究进展
基于核磁共振的代谢组学研究进展基于核磁共振的代谢组学是一种研究生物样本中代谢产物（代谢物）的方法。
随着技术的发展和应用的广泛性，这个领域取得了巨大的进展。
本文将回顾一下基于核磁共振的代谢组学研究的最新进展，并讨论其在生命科学中的应用。
核磁共振波谱学（NMR）是一种非破坏性的技术，可以分析各种生物样本中的化学组分。
在代谢组学研究中，NMR技术被广泛应用于代谢产物的定性和定量分析。
核磁共振波谱仪可以通过测量核磁共振信号来确定样本中每个原子的位置和类型，从而分析样本中化合物的结构和组成。
近年来，核磁共振代谢组学在疾病诊断和药物评价方面取得了重要的突破。
例如，在癌症的研究中，核磁共振代谢组学被广泛应用于癌症早期诊断和预测治疗效果。
通过分析生物样本中的代谢物谱图，可以识别癌症相关的代谢物标志物，从而为癌症的早期筛查和治疗提供重要的参考。
此外，核磁共振代谢组学还可以用于评估药物在机体内的代谢和代谢产物的分解情况，从而指导药物治疗的个体化。
除了癌症研究，核磁共振代谢组学还在其他领域取得了重要进展。
例如，在食物科学中，核磁共振代谢组学可以用于分析食物中的营养成分和添加剂，并评估其对人体的影响。
此外，核磁共振代谢组学还可以用于研究植物的代谢途径和代谢物在生长和逆境应对中的作用，从而为植物育种和农业生产提供支持。
尽管核磁共振代谢组学在生命科学中取得了重要进展，但仍面临一些挑战。
首先，核磁共振技术的仪器设备和操作成本较高，限制了其在大规模样本分析中的应用。
其次，核磁共振技术对样本的要求较高，需要高纯度和高溶解度的样品。
此外，核磁共振波谱解析的复杂性也限制了该技术的广泛应用。
为了克服这些挑战，研究人员正在努力开发新的核磁共振技术和分析方法。
例如，高分辨率核磁共振技术和多维核磁共振技术可以提高核磁共振波谱的分辨率和信噪比，从而提高代谢物的检测能力。
此外，研究人员还通过结合其他分析技术（如质谱分析）和计算模型来进行综合分析，以提高代谢组学研究的准确性和可操作性。
代谢组学技术在茶学中的应用研究进展
代谢组学技术在茶学中的应用研究进展代谢组学技术是一种通过研究生物体中代谢产物的组成和变化，来揭示生物体在不同生理或病理状态下的代谢特征的技术。
近年来，代谢组学技术在茶学领域的应用得到了越来越多的关注和研究，对茶叶的品质、营养、药用价值等方面进行了深入的探讨和研究。
本文将就代谢组学技术在茶学中的应用研究进展进行探讨。
茶叶作为世界三大饮料之一，一直以来被人们所喜爱。
茶叶富含多种生物活性成分，如茶多酚、咖啡碱、氨基酸等，具有很高的营养和药用价值。
但茶叶的品质、品种、产地等因素会对其化学成分产生显著影响，也对人体健康产生不同的影响。
研究茶叶的化学成分对茶叶的品质评价、功能性和营养价值的挖掘具有十分重要的意义。
传统的茶叶化学成分分析方法主要是采用色谱-质谱联用技术、核磁共振技术等手段进行分析。
这些方法虽然可以获得茶叶中多种化学成分的信息，但无法全面揭示茶叶在不同生长环境、不同加工工艺条件下的代谢特征。
而代谢组学技术的出现，则为解决这一问题提供了新的途径。
代谢组学技术将高通量技术与生物信息学相结合，可以全面、系统地研究生物体内代谢产物的组成和变化。
目前，代谢组学技术在茶叶研究中的应用主要体现在以下几个方面：一、茶叶品质评价代谢组学技术可以通过对茶叶中代谢产物的分析，揭示不同茶叶品种、不同产地、不同生长环境等因素对茶叶化学成分的影响。
通过这种方式，可以准确评价不同茶叶的品质特征，为茶叶的品种鉴定、产地溯源提供科学依据。
研究人员可以通过代谢组学技术分析不同产地茶叶中的茶多酚、氨基酸、咖啡碱等成分，从而辨别不同产地茶叶的特征成分，为消费者挑选优质茶叶提供科学依据。
二、茶叶加工工艺控制茶叶的加工工艺对其化学成分产生重要影响，而代谢组学技术可以帮助研究人员全面了解茶叶在不同加工工艺条件下的代谢特征，为控制茶叶加工工艺，保证茶叶品质提供科学依据。
通过代谢组学技术的分析，可以揭示不同加工工艺对茶叶中生物活性成分的影响规律，为优化茶叶加工工艺、提高茶叶品质提供重要参考。
代谢组学与肝脏疾病诊疗方法的研究进展
代谢组学与肝脏疾病诊疗方法的研究进展肝脏是人体最大的内脏器官，具有很多功能。
其中最重要的是其代谢功能，它对人体内物质的代谢和能量的平衡起着至关重要的作用。
但是，肝脏疾病成为世界各地人口中的常见病和重大健康问题。
肝炎、脂肪肝、肝硬化等肝病症状的发生和发展与肝脏生化代谢过程和代谢产物有关系。
而代谢组学技术正是基于现代高通量技术结合数学、统计学等方法，从代谢物层面上研究代谢改变的一种手段。
本文将介绍代谢组学技术与肝脏疾病诊疗方法的研究进展。
一、肝脏疾病的代谢与代谢组学研究肝脏内的代谢产物涉及到多种代谢途径，包括葡萄糖、脂肪、氨基酸和胆汁酸等物质代谢过程。
整个代谢过程都是非常复杂的，而代谢组学技术通过检测代谢产物水平的变化，可以更加直接地描绘出代谢过程的全貌。
当肝脏受到损害时，如肝细胞损伤、肝细胞坏死、炎症反应等，代谢通路和代谢产物水平的改变可以反映在血液及尿液中。
对这些代谢产物进行检测和分析，可以提供有关肝脏疾病与生化代谢的全面信息。
例如，现有研究表明，肝病患者的代谢通路与正常人存在差异。
其中，在肝病中，脂肪代谢通路、瓶颈反应酶和代谢产物水平的变化是较为明显的。
总体而言，肝病患者的葡萄糖、脂肪和氨基酸代谢产物的水平与正常人不同，而对伤肝程度的评估以及预测疾病进展贡献很大。
二、代谢组学技术在肝病诊断中的应用肝脏疾病的诊断主要依赖于传统的临床诊断标准、影像学检查和肝功能评估等方法。
这些方法虽然已经非常成熟，但对于一些特殊病例或在早期肝病的诊断方面，仍存在一定的局限性。
此时，代谢组学技术发挥着越来越重要的作用。
代谢组学技术通过检测血液、尿液等生物样本中代谢物的含量和分布来分析生物体代谢状态的变化，因此可以作为一种无创、准确、灵敏的新型检测工具，在肝脏疾病诊断和治疗过程中具有广泛应用前景。
有研究显示，肝炎等肝脏疾病患者的代谢组学特征具有可重复性和稳定性，且与疾病的发展和恢复有紧密联系。
研究者利用代谢组学技术，通过分析血液和尿液中的代谢物，发现在不同临床分期的肝炎患者间存在代谢异常现象，且这些代谢谱反映肝炎病理生理变化与临床特征、肝功能的关系有一定的关联。
opa1 代谢组学
opa1 代谢组学OPA1代谢组学引言OPA1（Optic Atrophy 1）是一种负责线粒体融合的蛋白质，其突变会导致线粒体功能丧失和细胞凋亡，进而引发多种疾病。
近年来，随着代谢组学技术的发展，研究者们开始利用代谢组学方法来探索OPA1的功能和调控机制，以期从代谢角度揭示其与疾病的关联。
本文将就OPA1代谢组学研究的进展进行综述。
OPA1代谢组学技术代谢组学是一种研究生物体在特定条件下代谢产物的全面分析方法。
在OPA1代谢组学研究中，研究者们采用质谱和核磁共振等技术，分析OPA1突变体和野生型样本的代谢产物差异，以发现与OPA1功能和调控相关的代谢通路和关键分子。
OPA1代谢组学的应用OPA1突变与多种疾病的发生发展密切相关，如遗传性视神经病变等。
通过代谢组学研究，研究者们发现OPA1突变会导致线粒体能量代谢异常，包括氨基酸代谢、脂质代谢和糖代谢等。
此外，OPA1突变还与氧化应激和线粒体DNA损伤等生物学过程相关。
这些研究揭示了OPA1突变对细胞代谢的影响，为揭示其与疾病的关联提供了重要线索。
OPA1代谢组学研究的进展近年来，研究者们在OPA1代谢组学研究中取得了一系列重要进展。
首先，他们发现OPA1突变会导致线粒体膜电位下降和ATP合成减少，从而影响细胞能量代谢。
其次，他们发现OPA1突变会导致氨基酸代谢紊乱，特别是谷氨酸代谢异常。
此外，研究者们还揭示了OPA1突变与脂质代谢异常的关联，包括甘油磷脂和胆固醇代谢紊乱。
最后，他们还发现OPA1突变会导致糖代谢异常，包括葡萄糖、乳酸和丙酮酸等代谢物的积累。
OPA1代谢组学的意义和展望OPA1代谢组学研究为我们深入了解OPA1功能和调控的分子机制提供了重要线索。
通过揭示OPA1突变对细胞代谢的影响，我们可以进一步理解OPA1与疾病的关联，并探索新的治疗策略。
未来，我们可以进一步整合代谢组学与其他组学技术，如基因组学和蛋白质组学，以全面解析OPA1的功能和调控网络，为相关疾病的诊断和治疗提供新的思路。
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·综述·代谢组学研究技术进展胡正青a，林夏珍a，郭明b*(浙江林学院，a. 园林学院；b. 理学院化学系，浙江临安 311300)摘要：目的介绍代谢组学研究技术的最新进展。
方法综合国内外文献报道，介绍当前代谢组学研究中样品制备、仪器分析技术、数据处理方法和结果分析的最新研究概况。
结果代谢组学研究技术取得了一定进步，拓宽了代谢组学的应用范围。
结论自动化、标准化、整合化和完整化将是代谢组学研究技术的发展方向。
关键词：代谢组学；研究进展；系统生物学；分析技术；综述中图分类号：Q591 文献标志码：A 文章编号：1007-7693(2010)06-0485-06Advances in Research Techniques of MetabonomicsHU Zhengqing a, LIN Xiazhen a, GUO Ming b*(Zhejiang Forestry University, a.School of Landscape Architecture, b. Department of Chemistry, Lin’an 311300, China)ABSTRACT: OBJECTIVE To introduce the new advances in research techniques of metabonomics. METHODS Make a summary of both national and overseas papers about matabonomics, and introduce the latest development in sample preparation, instrument analytical techniques, data processing and results analysis. RESULTS Research techniques of metabonomics have made certain progress and extend applied fields of metabonomics. CONCLUSION Automation, standardization, integration of multi-disciplinary and completeness will be the orientation for the future development of metabonomic techniques.KEY WORDS: metabonomics; research evolution; systems biology; analytical technique; review代谢组学是继基因组学、转录组学和蛋白质组学之后迅速发展起来的一门新兴学科，它以生物系统中的代谢产物(由于实际分析手段的局限性，目前主要针对相对分子质量1 000以下的小分子)为分析对象，以高通量、高灵敏度、高分辨率的现代仪器分析方法为手段，结合模式识别等化学计量学方法，分析生物体系受刺激或扰动后(如将某个特定的基因变异或环境变化后)其代谢产物的变化或其随时间的变化规律。
英文文献中，早期的代谢组学研究使用了两个不同的术语：metabolomics和metabonomics。
前者侧重以单个细胞作为研究对象，Fiehn等[1]将其定义为定性和定量分析单个细胞或单一类型细胞的代谢调控和代谢流中所有低分子量的代谢产物。
后者一般以动物的体液和组织为研究对象，Nicholson等[2]将其定义为生物体对病理生理或基因修饰等刺激产生代谢物质动态应答的定量测定。
随着代谢组学的研究发展，不管是在植物和微生物研究领域，还是在病理生理研究领域，这两个名词已经基本等同使用。
目前国内的代谢组学研究小组达成共识，以metabonomics来表示“代谢组学”。
在代谢组学的研究过程中，代谢组学的一些相关概念也不断被提出来，目前已获得广泛认同的研究层次有：①代谢物靶标分析；②代谢轮廓(谱)分析；③代谢指纹分析；④代谢组学。
严格地说，只有第4层次才是真正意义上的代谢组学研究，但是目前还没有发展出一种可以涵盖所有代谢物而不管分子大小和性质的代谢组学技术。
代谢组学相对于其他组学更能反映生物体的整体信息，这是因为代谢物处于生物系统生化活动调控的末端，反映的是已经发生了的生物学事件，基因表达和蛋白质的变化对系统产生的影响都可在代谢物水平上得到体现，所以从理论上来说，代谢组学分析所提供的信息更能够揭示生物体系生理和生化功能状态，对进行功能基因组的研究提供了极大便利。
代谢组学与转录组学和蛋白质组学等其他组学相比，具有以下优点[3]：①代谢物可以反映基因和蛋白表达的微小变化；②代谢组学的研究不需进行全基因组测序或建立大量表达序列标签的数据库；③代谢物的种类远少于基因和蛋白质的数目；④研究中采用的技术更通用，因为代谢产物在各个生物体系中都是相似的。
目前代谢组学已在药物毒性和机制研究[4]、微生物[5]、植物研究[6]、疾病诊断[7]、营养学[8]、中药成分的安全性评价[9]等领域获得了广泛应用，并且取得了一定成效，为功能基因组学的研究奠定了一定基础，成为系统生物学不可分割的一部分。
1代谢组学研究技术的近期动态代谢组学分析的方法及技术程序，在不同的研究领域各有特点，但一般包括样品的制备和预处理、样品分析、数据采集和数据分析等流程。
在实际情况中，根据研究对象、研究目的等不同，具体步骤会有所不同。
下面对代谢组学分析流程中分析方法的近期动态进行表述。
1.1样品制备和预处理进展样品制备和预处理是代谢组学研究的初始步骤，也是最重要的步骤之一。
随着代谢组学发展的需要，样品制备过程中考虑的因素越来越多，呈现出分类制样、分层制样、局部到全景式制样的趋势。
在收集样品时考虑了收集的时间、部位、种类、样本群体等因素；在研究活体样本时，还考虑了饮食、性别、年龄和地域等诸多因素的影响。
样品制备后的样品预处理对于代谢组学的分析具有至关重要的意义，不少研究工作聚焦在代谢组学的样品预处理上。
例如：Alzweiri等[10]比较了不同有机试剂处理血液和尿液样品的效果，结果显示乙腈和丙酮去除血样中蛋白效果要高于甲醇和乙醇，4种试剂去除尿中盐的效果差别不大。
同时，随着代谢组学研究思路的拓展和技术的发展，生命科学的多个领域都相继参与到代谢组学的研究中，在代谢组学的样品预处理中就有学者引入其他学科的方法，例如：Webb-Robertson等[11]在尿液预处理时，考虑了化学试剂叠氮化钠的杀菌作用，将其加入到待处理尿液中，有效防止了细菌污染；在气相色谱-质谱研究中，为了提高低挥发性代谢产物的衍生化效率，有学者将相转移催化技术(phase transfer catalysis，PTC) [12] 用于样品预处理，使分析物与离子对试剂形成离子对，溶解于有机相中，提高了衍生化效率，利于后续的仪器检测。
Kind等[13]在尿液预处理上，考虑了生物酶的降解作用，采用尿素酶分解尿中含量很高的尿素，使一些被掩盖的信息表现出来等等。
1.2代谢组学仪器分析技术的现状及进展依据代谢物物理化学参数的差异，采用不同的仪器分析方法，力求满足高选择性、高灵敏度、高通量、多维、动态、多参量的特点。
早期的方法多使用单一仪器对简化的生物体系代谢产物进行分析，但是由于代谢产物的复杂性和多样性，单一的分析技术很难对它们进行无偏向的全面分析。
随着代谢组学分析技术的发展，出现了多种联用仪器方法，多种组合仪器方法，几乎能够使用的实验仪器方法均已出现在代谢组学研究中，例如：色谱、质谱、核磁共振、红外光谱、电化学检测、紫外吸收、荧光散射、发射性检测和光散射等分离分析手段及其组合技术。
但是在代谢组学研究中，典型的分析手段仍然是核磁共振技术、色谱、质谱及其联用技术。
1.2.1核磁共振(NMR)技术的现状及进展 NMR 是当前代谢组学研究中的主要分析技术，特别是1H-NMR，对含氢代谢产物均有响应，能完成代谢产物中大多数化合物的检测，满足了代谢组学对尽可能多化合物检测的目标，它所产生的波谱可检测血浆、尿液、胆汁等生物基质中具有特殊意义的微量物质的异常成分。
但同时1H-NMR技术也具有两个明显的缺陷：灵敏度仍然不够高、分辨率低。
近期，13C-NMR技术的应用，提高了其分辨率[14]。
新发展的魔角旋转技术(magic angle spinning，MAS)使得人们可以研究以前难以用液体NMR研究的样品，如器官组织样品，得到完整的高分辨图[15]。
活体磁共振波谱和磁成像等技术，能够无创、整体、快速地获得机体某一指定活体部位的NMR谱，直接鉴别和解析其中的化学成分[16]。
液相色谱-核磁共振联用技术也出现在代谢组学的研究中，Daykin等[17]利用LC-NMR技术，用于分析血中脂蛋白的代谢产物，为心血管疾病的研究提供了一定依据。
此外，采用二维核磁共振(2D-NMR)[18]可减弱复杂生物样品中大分子信号的干扰，提高小分子物质的检测能力。
1.2.2质谱(MS)技术的现状及进展相对于NMR 灵敏度低、检测动态范围窄等弱点，MS具有较高的灵敏度和专属性，可以实现对多个化合物的同时快速分析与鉴定。
相关MS技术的主要进展简述如下：傅立叶离子回旋共振-质谱( FTICR-MS)：具有超高分辨率和准确度,可以配备大气压化学电离(atmospheric pressure chemical ionization，APCI)、纳升级电喷雾(electrospray ionization，nano-ESI)和基质辅助激光解吸(matrix-assisted laser desorp- tion ionization，MALDI)等各种离子源，使核酸或蛋白质、多肽等不易挥发的生物大分子产生汽化的带单电荷或多电荷的分子离子，在未知物确定上发挥了很大的作用[19]。
直接输注大气压电离化质谱技术(DI-MS)：在代谢指纹的快速扫描中，除了常规的NMR和分子振动光谱等方法外，近年来一些适合于直接进样的质谱(direct infusion MS)分析技术[20]得到了发展,其采用的“软”电离技术能很好地提供分子离子的指纹图。
基于多孔硅表面的解吸离子化技术(DIOS)：电喷雾解吸电离(desorption electrospray ionization，DESI)质谱技术(ambient MS)[21-22]在常压下能将表面吸附的分析物进行解吸电离，无需样品前处理，也不受基体背景干扰，从而实现MS 对复杂样品的原位、高通量、非破坏分析，获得更直接和全面的样品信息。