代谢指纹分析及其在微生物研究中的应用
生物质谱技术在微生物学中的应用
生物质谱技术在微生物学中的应用随着现代科技的不断进步，生物学的发展也越来越快速。
其中，生物质谱技术是一种被广泛应用于微生物学领域的高新技术。
它通过对样品中生物大分子如蛋白质、核酸、糖等进行分子解析，提供了微生物领域研究所需的高精度、高通量、高灵敏度、高信息的获得手段，因此在微生物学领域有着广泛的应用。
一、生物质谱技术的基本原理及分类生物质谱技术指用来检测生物样品分子量和结构的一系列物理和化学技术。
生物质谱学包括大量的方法和技术，例如质谱分析、质谱成像等。
质谱分析是基于质谱仪的原理，凭借质量分析仪对分子的质量进行分析，根据分子的质量和质子化程度可以推测分子结构及代谢通路。
质谱成像技术是在分子水平上，对含有多种组分的生物样品进行成像分析。
它利用质谱仪的成像功能，对生物样品进行离子成像，实现在细胞和组织水平上的高分辨率成像。
质谱成像技术不仅可以分析有机化合物、蛋白质和氨基酸等生物分子，还可以发现新的代谢途径、功能基团、化学生物标记物等，成为微生物代谢组学和生物学研究的有力工具。
二、生物质谱技术在微生物代谢组学中的应用微生物代谢组学是在代谢水平上对微生物的全面研究，它是利用各种生物技术单元或方法对微生物的代谢物进行鉴定、分析、识别，从而构建一个完整的微生物代谢物组，进而了解并研究微生物的代谢物谱的整体特点及代谢通路。
在微生物代谢组学领域，生物质谱技术的应用众多，以下列举几种：1.蛋白质谱分析：微生物体内的蛋白质是微生物代谢中最重要的功能性产物之一。
利用生物质谱技术对蛋白质进行分析，不仅可以鉴定新的蛋白质与蛋白复合物，还可以通过拟南芥前体文件夹的生物质谱分析，确定微生物蛋白的后转录修饰。
2. 代谢物质谱分析：微生物代谢产物是微生物代谢组学的重要研究内容，用生物质谱技术对微生物代谢产物进行分析，可以得到微生物的代谢通路和代谢产物谱，精准测定代谢产物的分子式和分子量，加深对微生物代谢的了解。
3. 生物膜成分分析：尤其在酵母细胞中，可以使用生物质谱技术对生物膜结构和成分进行研究，进一步了解细胞内物质运输和信号转导的过程。
李萍-关于微生物系统代谢工程为氨基酸生产
系统代谢工程工具
• 蛋白质组学 — 它旨在阐明生物体内全部蛋白质的 表达模式及功能模式，其内容包括蛋白质的定性 鉴定、定性检测、细胞内定位、相互作用研究等， 最总揭示蛋白质的功能，是基因组DNA序列与基 因功能之间的桥梁。 • Fluxome — 是全部量化通量数额的所有细胞中的 代谢产物。在分析流量平衡波动和蛋白质代谢的 关键要素。该组学概念fluxome是有用的量化所有 的代谢产物的调控网络。
结 论
• 氨基酸合成路径非常复杂且严格规范。所以微生物不 能正常的生产理想水平的氨基酸。传统的方法是采用 随机变异和筛选的方法开发氨基酸生产菌株，而现在 补充有合理的代谢工程，它成为了生物组学中更加有 用的工具已经可以使用了。并且以综合的分析生物组 学数据和大规模基因组代谢模型为基础的系统代谢工 程允许开发具有清晰基因型的优良菌株。这个方法将 来会广泛的应用作为我们理解细胞是一个不断进步的识别复 杂的生物组学数据方面取得了巨大的进步 ， 但是为了他们完整的分析需要开发新的方 法。为了使运算法则在硅片上大规模的代 谢和调控网模仿更精确和实际，需要开发 最优化菌株设计策略。另外，与代谢工程 策略相结合的方法考虑到发酵和回收过程 在菌株开发的早期将会很有益。当这些完 成了以后，系统代谢工程将成为菌株开发 更强有力的策略。
前言
• 系统代谢工程是一个理想的开发生产氨基酸和其它 产物菌株的方法。在系统代谢工程中，工程目标是 通过考虑整个代谢和调控网络以及中游（发酵）和 下游（回收和净化）过程来决定的。在实际的代谢 工程中，改变这些目标对整个代谢的影响检测到反 馈信息。开发代谢工程的反复运作模式是通过以菌 株开发为基础的，最终能够获得理想的代谢显型。 在这篇文章中，我们简要的介绍了系统代谢工程的 工具，概括了最近的一些文献应用系统代谢工程的 方法生产氨基酸和提出了未来的前景。
代谢指纹技术在曲药分析中的应用
等 的一种新 的有效手段 。
关 键 词 ： 生 物 群 系； 谢 指 纹 ； ｉｏ ｉ ｏｌｔ Ｅ Ｏ Ｍ ｃ Ｈａ 微 代 Ｂｌ ｇＭ ｃ Ｐａ Ｃ ｉ ｏ ｔ Ｌ ｒ ｅ ｒ ｅ 中图分类号 ： ． ；Ｓ６ ． １ 、 ３ Ｔ ２ １１ 文 献 标 识 码 ： Ｂ
究， 目前 仍知之甚 少。曲药微 生物群 系构成 的复 杂性 给传统 白酒酿制 的研究带来 了极大 的困难 。 在研究 中我们 发现 ， 利用代谢指纹 技术 对传 统 白酒酿造 所用 曲药进 行 分析 ， 以对 曲药 的性 质进 行 较 为 有 效 的 刻 可 画。不但 可以对不 同性 质的 曲药 进行有 效 的区分 ， 而且 可 以 应 用于分析 某一种 原因对 曲药 微生物群 系造 成 的具体 影 响， 从 而达到科学 指导 生产的作用 。 所谓 代谢 指 纹 ， 微 生 物 通 过 Ｂｏ￣ ｉｒ ｌｅ 美 国 即 ｉ＿ Ｍｃｏ ａ （ ｌｇ Ｐｔ Ｂｏｏ 公 司生产 的一种微 孔 板 ， 括 ９ ｉ＿ Ｉｇ 包 ６个微 孔 ， 一微 孔 中 每 包 含一 种不同的选 择性碳源 ） 培养所 呈现 的一 种特 征性反 应 图纹 （ 当微生物 可 以并 开 始 利用微 孔 内 的碳 源 时 ， 细胞 的呼 吸会 使 存 在 于 微 孔 内 的 四 氮 唑 盐 还 原 而 显 色 。 。使 用 ） Ｍｉｏｌｔ阅读器 并利用一 定 的统 计分 析软 件便 可 对 这种 反 ｃ Ｐａ ｒ ｅ 应图纹进 行有效 的分析 。 使用 Ｂｏ￣ ｉｒ ｌｅ进行微 生物 群 系分析 最初在 １９ ｉｌｇＭ ｃ Ｐａ ＿ ｏ ｔ ９１ 年谈 ＪＧ ｒｎ ． ａｌ ｄ与 Ａ． ｉｓ所 报 道 。研 究 者 发 现 ， 过 利 用 ａ Ｍｌ ｌ 通 Ｂｏｏ ｉｒ ｔ ｉ＿ Ｍ ｃｏ ｅ超时培 养微 生物 混 合菌 液 可 以探 知微 生 物 ｌｇ Ｈａ 群系 的特性 。这 种方 法 被称 为群 系水平 的 生理 学 简述 。它
分子生物学技术在临床微生物检验中的应用
分子生物学技术在临床微生物检验中的应用一个人如果出现感染之后，医生都会为病人先做微生物学感染诊断。
以明确疾病感染物。
以往的检验方式通常都是比较单一的，一般都是采用类似于酶活性等相关特征来进行检验。
这种检验手段很难满足现代微生物检验的需要，同时也很难达到预期检验要求。
可以说存在着一些弊端。
采用分子生物学技术来检验便能突破传统检验中的一些难题。
今天就为大家做一番介绍。
一、质粒指纹图分析法质粒指纹分析技术是目前临床微生物检验中最常用的一种技术，这种技术最大的优点就是能通过技术分析来病菌纹图来进行分析，然后再结合不同的病菌图纹来找出相对应的感染源。
因而，这一种检验方法，才能够被越来越多的人们所熟悉。
在进行检验检疫的过程中，医学人士首先对病人做抽提纯化质粒DNA工作，然后在对纯化质粒DNA做检验，经琼脂糖凝胶电泳之后的DNA分析，根据分子量大小来作分析，以质粒指纹图来做判断，这也是一个重要的一个标志。
这也帮助医学人士更好来做分析。
如：医学人士可以利用紫外灯来进行光照检测，而在等下可看见菌群下呈现一条条，或者是多条质粒带构成突破。
这即是质粒指纹图形。
质粒指纹技术可用于检测多种不同的病菌，同时还能够用于分析类似于革兰阴性菌在不同的属的、种间之间的传播，目前也主要用到革兰阳性菌之中，如：金黄色葡萄球菌等。
主要还是因为凝固酶阴性葡萄球菌常含有数个不同的质例等。
质粒指纹图分析主要原理是根据质粒大小与数理相同的菌株，这其中还是有很多相似的图形，即质粒指纹图。
当细菌有多个质粒，特别就是在分子量还较小的时候，质粒指纹图就成为一个相对的稳定的标志。
二、染色体DNA指纹图分析染色体DNA指纹图分析是一种现代生物检验技术，这种技术最早被著名遗传学家Jefferys及其合作者所发明出来，当时，Jefferys与众多学者在前人的研究基础上，将离析的提取出来的人源小卫星DNA使用到检验当中，即采用基因探针检验，然后，与人体里面所提取出来的的核DNA的酶切片段作杂交处理，最终获取了几个位点上的等位基因组成的长度不相等的杂交带图纹，这一种图纹一般来说都是很少出现完全相同的图谱，因而也就能够帮助医学人士开展医学研究工作，因此在当时也被称之为"DNA指纹"。
分子生物技术在环境工程微生物领域中的应用
分子生物技术在环境工程微生物领域中的应用近年来，分子生物技术在环境工程微生物领域的应用得到了越来越多的关注和研究。
分子生物技术在环境工程领域的应用，主要是利用其独特的分析、监测和改良细胞基因的能力，解决了环境中微生物的识别、分类、检测、定量和控制等问题，为环境污染治理提供了重要的技术支持和基础。
一、分子生物技术在环境微生物分类学中的应用微生物分类学是微生物学的重要组成部分，是揭示微生物分类和系统发育关系、适应性和生态功能的基础。
但传统微生物分类方法常常需要长时间的繁琐培养和鉴定，而且无法准确反映微生物的种类和数量信息。
分子生物技术的出现，极大地促进了微生物分类学的发展。
基于分子生物技术的微生物分类方法可以快速、准确地确定微生物的种类、亲缘关系和功能，同时也可以解决许多传统方法无法解决的问题。
1.1 16S rRNA区分微生物种类16S rRNA是细菌和古菌等细胞核苷酸基因组里皮肽和核糖体RNA之外唯一具有保守性和多样性的序列。
通过对微生物的16S rRNA基因进行序列分析，可以快速、准确地鉴定出微生物的种类和亲缘关系。
此外，16S rRNA序列的多样性也可以用来构建微生物分类的系统进化树，对微生物的系统发育、适应性和生态功能等研究提供了很好的工具。
1.2 FISH测定细菌数量FISH（Fluorescence in situ hybridization）技术是一种基于荧光染色的分子生物学技术，通过适当制备的探针与特定序列相结合，使细胞核内的特定核酸序列构成荧光探针，从而实现细胞特异性和定量分析。
FISH技术通过针对细菌、古菌和真核细胞等不同的序列特征进行荧光探针标记，在环境中快速准确地测定细菌数量，尤其对那些传统方法难以鉴定的细菌可以快速鉴定、分类，为环境污染监测和治理提供了重要的技术支持。
1.3 基因芯片检测菌群分布基因芯片技术是指利用微型芯片上高通量的DNA探针，可以在单一的实验条件下同时鉴定数千种不同基因的技术平台。
组学技术在海洋微生物研究中的应用
组学技术在海洋微生物研究中的应用海洋微生物是指指生长在海洋环境中、大小在微米到几毫米之间的微生物群体，它们是海洋生态系统中最基础的成分之一。
海洋微生物物种繁多、功能多样，其所占有的比重也非常庞大。
对于人类而言，海洋微生物的研究非常重要，不仅有助于促进对于海洋生态学的认识，而且对于生物医学、生物工程学等领域也有着重要的价值。
而随着组学技术的不断发展，其在海洋微生物研究中的应用也越来越多。
组学技术是指运用基因组学、蛋白质组学、代谢组学等高通量技术研究生物体各个层次的信息，可以快速提供更加全面和准确的生物学信息。
基因组学技术已经广泛的应用于海洋微生物研究，不但有助于了解其物种构成，还能够揭示其种群结构、代谢物质等重要信息。
在海洋微生物的物种构成研究中，16S rRNA基因测序技术是一个较为常见的方法。
这种技术基于微生物的16S rRNA基因进行测序分析，通过构建微生物的谱图和进化树，可以判断不同物种之间的亲缘关系和类别。
16S rRNA基因测序技术不局限于传统的培养方法，可以对未知未培养的微生物进行检测，大大提高了微生物的发现率。
同时，利用基于16S rRNA基因的微生物分类，也可以对海洋微生物的群落结构、时间变化和整体生态特征进行研究。
此外，蛋白质组学等技术也被广泛应用于海洋微生物研究中。
蛋白质组学通过分析微生物中大量的蛋白质信息，可以提供更为准确的特征信息。
比如说，在环境污染监测中，可以通过蛋白质组的方式，对海洋微生物中的污染指示物进行分析，从而准确的判断环境中受到污染程度和范围。
蛋白质组学技术还可以用于海洋微生物的代谢通路研究、细胞增殖等方面。
另外，代谢组学技术也是海洋微生物研究中的常用方法。
代谢组学研究是通过分析微生物中代谢产物转化规律及其变化，全面掌握微生物代谢活动和整体代谢特征。
代谢组学技术可以为海洋微生物的生态研究提供更为详尽的代谢通路特性和代谢组成，对于微生物群落的概括性分析方面也提供了重要帮助。
微生物生态学研究中的新思路和新方法
微生物生态学研究中的新思路和新方法微生物生态学研究中涉及广泛的领域，从土地利用和农业生产，到全球气候变化和人类健康。
随着技术的不断进步，微生物生态学研究也得以不断地进展。
本文将探讨微生物生态学研究中的最新思路和方法。
1. 微生物群落分析微生物群落是微生物学界的一个热点领域。
微生物群落分析可以通过研究样品中的微生物数量和组成，进一步了解微生物群落的特性和功能。
利用高通量测序技术，可以快速、准确地鉴定和定量微生物群落，并且通过比较样品之间的差异，了解不同生境中微生物群落的变化规律。
近年来，人们越来越重视微生物群落分析在微生物生态学研究中的应用。
研究人员使用氧化还原梯度（redox gradient）分析样品中不同微生物代谢过程的分布情况，进一步了解微生物群落的硫化、铁化和甲烷氧化等生态过程。
研究人员也利用DNA甲基化和组蛋白修饰等信息，将微生物群落的组成与环境因素联系起来，为了解微生物与环境的互动提供了新的思路。
2. 基于模型的微生物生态学微生物生态学的另一种研究思路是基于模型的微生物生态学。
通过建立模型，可以模拟微生物群落在不同环境下的生长、繁殖和死亡过程，研究微生物群落的动态变化和稳定性。
传统模型主要关注微生物群落的数量和组成，但新兴模型不仅考虑到微生物物种的多样性和功能，还考虑了微生物群落与环境之间的相互作用。
基于模型的微生物生态学是非常有前景的领域。
将微生物群落功能和数量模型化，可以更深入地了解微生物生态学相关问题，如微生物群落的生机、适应性以及稳定性。
此外，基于模型的微生物生态学还可以用于评估环境污染对微生物群落的影响，比如食品加工过程中的微生物群落消耗等问题。
3. 表观遗传学表观遗传学在微生物生态学研究中也发挥着越来越重要的作用。
微生物表观组是一种在DNA序列未发生改变的情况下，会影响基因表达的细胞内结构。
表观修饰因子（epigenetic factors）可以通过DNA甲基化、组蛋白修饰等方式对基因组进行表观遗传学改变。
微生物基因组学与代谢组学分析
微生物基因组学与代谢组学分析微生物是指肉眼无法看到的微小生物，它们广泛存在于自然界中的各种环境中，包括土壤、水体、空气以及其他生物体表面和内部等，并且在人体内，微生物也身体活跃。
微生物的基因组学和代谢组学研究所得的信息，将对微生物的分类、鉴定、功能以及工业应用提供有益的信息。
本文将从两个方面来介绍微生物基因组学与代谢组学的分析。
微生物基因组学分析微生物基因组学是运用遗传学、分子生物学、生物信息学等技术，研究微生物基因组的分布、组成、表达及其功能的一门科学。
对于微生物基因组学的分析，主要包括两个方面：第一方面是基因组测序。
通过测定微生物基因组的DNA序列，可以了解微生物的基因、调节区、编码蛋白质及RNA等信息。
经过基因注释和编码基因区域的分析，可以了解微生物的分类、系统进化、代谢及生理功能等。
基因组测序还可以为基因工程和生物信息学等提供有益信息，为人类的用途提供基础支持。
第二方面是基因组比较分析。
基因组比较分析是通过对多个不同微生物的基因组的比较，确定基因组之间的相似度，从而了解在进化过程中，哪些基因是保守的，哪些基因可能是新进的，对于生物体的生存和繁殖都十分重要。
基因组比较的也可以为基因家族的功能类型推断、代谢途径和重要生物功能等提供信息。
微生物代谢组学分析微生物代谢组学是运用生化学，分析微生物在代谢过程中所涉及到的化学反应等，旨在了解微生物代谢途径和其相关的底物和产物等，这有助于进一步推测微生物的生态位、代谢能力及其在生物输变化过程中所发挥的作用。
为了更好的实现微生物代谢组学的分析，现有的技术可以分为三类：第一类是代谢组学初步测序。
通过从代表性微生物中提取代谢物数据，结合其基因组信息，可以初步了解其代谢能力及其代谢途径。
第二类是代谢物指纹图谱。
这是一种基于色谱和质谱技术的分析方法，旨在对生物样品或代谢物进行定性和定量分析。
通过通过比较代谢物指纹图谱可以确定微生物的类型、分类、代谢途径和关键酶或代表性代谢物。
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代谢指纹分析及其在微生物研究中的应用摘要：代谢指纹分析是新兴的代谢组学的主要研究方法之一，本文综述了代谢指纹分析的研究方法及其在微生物领域的研究应用进展。
关键词：代谢组学；代谢指纹分析；微生物代谢组学是20世纪90年代中期发展起来的一门对生物体或细胞等所有小相对分子质量代谢产物进行定量和定性分析的新技术。
这门新兴的学科凭借其整体论优势在最近几年得到了迅速的发展，广泛地应用到了功能基因组学、生物医学、微生物学等领域。
1.代谢组学简介代谢组学（Metabonomics或Mmetabolomics）是通过考察生物体系受刺激或扰动后(某个特定的基因变异或环境变化)其代谢产物的变化或随时间的变化，是研究生物体系代谢途径的新技术[1]。
Nicholson最初给出的定义是：定量测量生物体因病理生理刺激或基因改变引起的代谢应答变化[2]，系统性的代谢组学概念应将机体的代谢过程与微生物代谢以及外源环境因子的相互作用因素综合起来[3]。
研究过程中，逐步提出了一些相关概念，如代谢物靶目标分析(Metabolite target analysis)、代谢轮廓(谱)分析(Metabolic profiling analysis)和代谢指纹分析(Metabolic fingerprinting analysis)等。
2.代谢指纹分析的产生及原理20世纪80年代初，美国BIOLOG公司开发了一种新的微生物鉴定方法-代谢指纹法，并将其应用于微生物的自动化检测。
其原理是根据细菌对碳源（或氮源）利用的差异来区别和鉴定细菌，不同的细菌会利用不同碳源（或氮源）进入新陈代谢过程（称为呼吸），而对其他一些碳源（或氮源）则无法利用，将每种细菌能利用和不能利用的一系列碳源（或氮源）进行排列组合，就构成了该种细菌特定的代谢指纹，由于细菌在利用碳源进行呼吸时，会发生一系列的氧化-还原反应，产生电子，TTC（四唑紫，2,3,5-TriphenylTetrazoliumChloride）在呼收电子后，会由无色的氧化型转变为紫色的还原型，通过肉眼观察或计算机控制的读数仪，将反应结果同数据库中的指纹进行比对，从而得到细菌的鉴定结果。
3.代谢指纹分析技术研究进展代谢指纹分析系整体性地定性分析样品，比较图谱的差异快速鉴别和分类，而不分析或测量具体组分[4]。
3.1核磁共振技术核磁共振(NuclearMagnetic Resonance, 简称NMR)分析技术是利用物理原理, 通过对核磁共振谱线特征参数的测定来分析物质的分子结构与性质。
它不破坏被测样品的内部结构, 是一种无损检测方法[5]。
20世纪60年代, 核磁共振技术开始应用于代谢研究。
最初, 这类研究主要集中在医学领域。
直到20世纪70年代, 核磁共振技术才开始应用于微生物代谢研究。
利用高分辨率NMR技术对细胞内许多微量代谢组分进行检测, 可得到相应的生物体代谢物信息, 研究这些组分NMR的图谱, 综合分析这些信息所反映的生物学意义, 可以了解生物体代谢的规律[6]。
代谢组学中NMR方法的特点如下：(1)不破坏样品的结构和性质，无辐射损伤，(2)可在一定的温度和缓冲液范围内选择实验条件，在接近生理条件下进行实验。
(3)可研究化学交换、扩散及内部运动等动力学过程，给出极其丰富的有关动态特性的信息；(4)可设计多种编辑手段，实验方法灵活多样，(5)无偏向性，对所有化合物的灵敏度是一样的。
1H-NMR的化学位移范围只有10ppm，因此在3～5 ppm和6～8 ppm处有大量的氨基酸存在，图谱上可能出现上百个化合物的峰。
这些峰相互重叠、干扰，造成图谱解析困难，生物标物(biomarker)常受到与测定不相关物质的干扰，使NMR 难以发挥作用。
高分辨核磁共振(high-resolution NMR)则成为强有力的武器。
高分辨核磁共振仪具有较好的灵敏度，信号分散，图谱容易解析，可检测的核素有1H，13C，15N，19F，23N a，31P和39K等。
新发展的高分辨魔角旋转(HR-MAS)、活体磁共振波谱(MRS)和磁共振成像(MRI)等技术能无创、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。
1H-NMR和LC ／NMR成为代谢组学研究领域的最主要分析技术之一。
3.2 质谱技术由于代谢组学关心的是Mt<l 000的代谢产物，相对于NMR灵敏度低、检测动态范围窄等不足，现代质谱(MS)技术的优势是：(1)超微量，(2)快速(数分钟内完成1次测试)，(3)具有很高的灵敏度和专属性，可以同时快速分析多个化合物，(4)能同时提供样品的Mt信息和结构信息，(5)既可定量分析又可定性分析，(6)能有效的与各种色谱法在线联用，成为分析复杂体系的有力手段。
近年，随着质谱及其联用技术的发展，新一代MS也开始在代谢组学研究和代谢通量分析中倍受青睐[7-8]。
最新的质谱技术主要有傅里叶变换离子回旋共振技术(FT-ICR)、直接输注大气压电离化质谱技术(DIMS)、基于多孔硅表面的解吸离子化技术(DIOS)等。
3.3色谱技术色谱技术是几十年来分析化学中最富活力的领域之一[9]。
作为一种物理化学分离分析的方法，色谱技术是从混合物中分离组分的重要方法之一，能够分离物化陛能差别很小的化合物。
色谱技术最初仅仅是作为一种分离手段，直到2O 世纪5O年代，随着生物技术的迅猛发展，人们才开始把这种分离手段与检测系统连接起来，成为在环境、生化药物、精细化工产品分析等生命科学和制备化学领域中广泛应用的物质分离分析的一种重要手段。
全二维气相色谱(GC×GC)是将分离机制不同且又相互独立的2根色谱柱以串联方式连接在一起。
2根色谱柱之间装有1个起捕集再传送作用的调制器，将第1柱分离的组分由调制器聚集后以脉冲方式进入第2柱进一步分离，所有组分从第2根色谱柱进入检测器。
GC×GC与GC相比具有高分辨率、高灵敏度、高峰容量等优点。
袁凯龙等[10]建立了一种基于有机酸的SPME(自动固相微萃取)／GC×GC—FID指纹图谱分析方法，通过固相微提取，再行GC×GC—FID分析，比较了GC XGC和GC的分离能力，证明GC×GC可用于微生物的代谢指纹图。
3.4分析技术联用通过包括色谱(GC、LC)或毛细管电泳(CE)在内的多维分离技术，以及不同测定技术的联用可做到分析平台的优势互补。
此外，采用二维核磁共振(2D-NMR)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。
随着NMR技术的发展，以前用于固体的魔角旋转(MAS)技术也移植到了液体领域，用来研究以前难以用液体NMR研究的样品，如器官组织样品。
利用MAS-NMR 技术可以得到完整的组织样品高分辨谱图，扩展了代谢组学研究的样品范围，同时可以更全面深入地研究一个系统。
4.代谢指纹分析在微生物研究中的应用代谢指纹分析检测方法操作简单并易获得微生物的生物化学信息，加上快速的自动分析鉴定系统，使其在微生物领域中有很好的应用前景。
Ishii 等[11]对计算机模拟的微生物的细胞模型进行了大规模的代谢组学研究，描述了微生物有组织的、无组织的、静止的、动态的等等数学模型，建立生化仿真平台对未知样本进行预测分析并开展代谢仿真等研究工作。
BIOLOG公司的基于代谢指纹法原理的细菌鉴定系统，在全球拥有二十多项专利，该系统在在96孔板条上实现95个反应，大大提高了鉴定的准确率，代谢指纹技术的运用，使该系统与传统的酸碱或细菌的生长反应相比。
细菌鉴定的范围更为广泛。
目前，BIOLOG的微生物鉴定系统不仅能够鉴定常见的肠杆菌、芽孢杆菌、棒状杆菌、嗜血杆菌、厌氧菌、酵母样真菌、丝状真菌等近2000种微生物，几乎覆盖了所有重要的人体、动植物微生物和大部分环境微生物。
准确的代谢路径分析，需对酶进行活性化学反应计量法、生物信息法等全面测定[12]。
Fiaux等用13C 标记的和未标记的葡萄糖混合物观察大肠杆菌的微需氧代谢时发现，丙酮酸盐的C1～C2 链断裂、特征性丁酮二酸盐（通过磷酸烯醇丙酮酸盐羧化作用生成）和甲酸盐形成，证实了需氧菌的代谢活动与厌氧和需氧菌明显不同。
Boersma等通过19F- NMR 发现了微生物中氟苯异苯酚和羟基苯的代谢路径，并推测该路径可能与代谢型的表达相联系。
Wendisch等用代谢流分析技术结合核素标记方法，分析谷氨酸棒状杆菌的中心代谢路径，建立其代谢网络模型和预测模型。
Mogens等对乳酸菌的核苷酸代谢及其调控机制进行了研究，旨在提供乳酸菌代谢的生理学和遗传学概貌。
5.代谢指纹分析的发展方向目前，代谢指纹分析正处于快速发展阶段，日益成为研究的热点。
随着研究的深入，代谢指纹分析必将在微生物领域中发挥更大的作用，帮助人们更深地了解微生物生态系中各种复杂的相互作用，微生物细胞对环境和基因变化的响应，为人们提供一个了解微生物表型的独特途径。
高通量、高分辨率的分析技术与生物信息学相整合，对微生物代谢层面进行研究，提供了解微生物体的独特视角。
此外，代谢组学分析系统的硬件、软件技术将进一步提高，朝着整合化、自动化和高通量方向发展，使之以更快的速度对代谢指纹分析更大的部分实现自动分析和可视化。
利用代谢组学分析技术对用放射性核素标记的底物进行代谢产物流分析，将成为研究有关代谢产物生物合成或分解途径中的关键步骤及其基因调控机制的有效方法。
参考文献[1]Nicholson J K, Connelly J, Lindon J C, et a1. Metabonomics: aplatform for studying drugtoxicity and gene function[J]. Nat Rev Drug Discov. 2002, 1(2):153-161[2]Nicholson J K, Lindon J C, Holmes E. ‘Metabonomics’understanding the metabolicresponses of living systems to pathophysiological stimuli viamultivariate statistical analysis of biological NMR spectroscopic data[J]. Xenobiotica. 1999, 29(11):1181-1189[3]Nicholson J K, Wilson I D. Understanding ‘global’ systerns biology: metabonomics and thecontinuum of metabolism[J]. Nat Rev Drug Discov, 2003, 2(8):668—676[4]郭宾, 戴仁科. 代谢组学及其研究策略和分析方法进展[J]. 中国卫生检验杂志, 2007,17(3):554-563.[5]史全水. 核磁共振技术及其应用[J]. 洛阳师范学院学报, 2006,(2):82-84[6]刘玮,林建强, 刘相梅, et al. 核磁共振技术在微生物代谢研究中的应用[J]. 微生物学通报, 2007, 34(1):157-160[7]罗治文. 质谱技术研究进展[J]. 国外医学生物医学工程分册, 2005, 28(3):134-137[8]文丽君, 曾志, 杨定乔. 质谱技术的新进展及其在生命科学中的应用[J], 海南师范学院学报(自然科学版), 2002, 15(3):209-213[9]刘桂荣. 色谱技术研究进展及应用[J]. 山西化工, 2002, 26(1):22-26[10]袁凯龙, 许国旺. -种基于尿中有机酸的SPME／GC×GC—FID的指纹图谱分析的代谢方法研究[J]. 中国药品标准, 2003, 3(4): 25-28[11]Ishii N, Robert M, Nakayama Y, et al. Toward large-scale modeling of the microbial cell forcomputer simulation[J]. J Biotechnol, 2004, 113(1/3):281- 294[12]熊萍. 细菌和真菌的代谢组学研究[J]. 国际口腔医学杂志, 2008, 35:43-46。