代谢组学技术
代谢组学技术
代谢组学技术代谢组学是一种新兴的研究领域，它将分子生物学、生物化学和生物信息学等多学科知识相结合，利用高通量技术对生物体内代谢产物的组成和变化进行研究。
代谢组学技术的应用范围非常广泛，包括药物研发、临床诊断、食品安全、环境监测等领域。
本文将从代谢组学技术的原理、方法、应用等方面进行介绍。
一、代谢组学技术的原理代谢组学技术的原理是通过对生物体内代谢产物的组成和变化进行分析，从而揭示生物体内代谢通路的变化和代谢物之间的相互作用。
代谢产物可以是小分子化合物、蛋白质、核酸等，其中以小分子化合物的研究应用最广泛。
代谢产物的组成和变化与生物体的生理状态密切相关，因此代谢组学技术可以用来研究生物体在不同生理状态下的代谢变化，例如疾病状态、药物作用、环境污染等。
代谢组学技术的研究对象主要包括代谢物组成分析、代谢物变化分析、代谢通路分析和代谢物作用机制分析等。
代谢物组成分析是指对生物体内代谢产物的种类和数量进行分析，例如利用质谱、核磁共振等技术对生物体内代谢产物进行定性和定量分析。
代谢物变化分析是指对生物体内代谢产物的变化进行分析，例如在不同生理状态下对代谢产物的变化进行比较分析。
代谢通路分析是指对生物体内代谢通路的结构和功能进行分析，例如通过代谢产物的组成和变化分析来揭示代谢通路的变化。
代谢物作用机制分析是指对代谢产物的作用机制进行分析，例如通过代谢产物的作用机制来研究药物的作用机制等。
二、代谢组学技术的方法代谢组学技术的方法包括样品处理、代谢产物分析和数据分析等步骤。
样品处理是代谢组学研究的关键步骤，它涉及到生物样品的采集、处理和保存等方面。
代谢产物分析是代谢组学研究的核心步骤，它涉及到代谢产物的分离、检测和定量等方面。
数据分析是代谢组学研究的重要步骤，它涉及到数据的预处理、质量控制和统计分析等方面。
下面将具体介绍代谢组学技术的方法。
1. 样品处理样品处理是代谢组学研究的关键步骤，它涉及到生物样品的采集、处理和保存等方面。
生物化学实验中的代谢组学技术
生物化学实验中的代谢组学技术随着科学技术的不断发展，生物化学实验中的代谢组学技术逐渐引起了人们的关注。
代谢组学是一种研究生物体代谢产物的综合分析方法，通过对代谢物进行定性和定量的分析，揭示生命体内代谢过程的变化以及与疾病发生发展之间的关联。
本文将从代谢组学技术的基本原理、实验流程及应用领域等方面进行介绍。
一、代谢组学技术的基本原理代谢组学技术主要基于质谱和核磁共振技术，通过对生物体内代谢产物进行分析，得到代谢的全貌。
质谱技术可以使用不同的技术平台，如气相色谱质谱（GC-MS）和液相色谱质谱（LC-MS），对复杂的代谢产物进行分离和检测。
核磁共振技术可以通过对样品中的代谢物进行核磁共振谱图（NMR）的测定，直接获得代谢产物的结构信息。
二、代谢组学实验流程代谢组学实验通常包括样品采集、代谢产物提取、样品预处理、数据采集与分析等步骤。
1. 样品采集：根据研究的需要，选择适当的样品进行代谢组学分析。
常见的样品类型包括生物体组织、血液、尿液等。
2. 代谢产物提取：将采集到的样品进行代谢产物的提取。
常用的方法包括有机溶剂抽提、固相微萃取等。
3. 样品预处理：对提取得到的代谢产物进行预处理，如去除杂质、浓缩样品等。
4. 数据采集与分析：使用质谱或核磁共振等技术进行代谢产物的检测和分析，得到代谢谱图或谱图组。
然后对采集得到的数据进行处理和分析，如峰识别、定量计算等。
三、代谢组学技术的应用领域代谢组学技术在许多领域具有广泛的应用，以下是几个主要的应用领域：1. 生命科学研究：代谢组学技术可以帮助科学家研究生物体内代谢过程的变化，揭示生命活动中的关键代谢通路，进一步理解生物体的功能和调控机制。
2. 疾病诊断和预测：代谢组学技术可以通过对不同组织或体液中的代谢产物进行分析，鉴别疾病的生物标志物，帮助早期诊断和预测疾病的发展趋势。
3. 药物研发：代谢组学技术可以评估药物对生物体代谢的影响，了解药物的代谢途径及其在生物体内的动力学变化，为新药的研发和评价提供重要依据。
代谢组学技术在代谢疾病中的应用
代谢组学技术在代谢疾病中的应用随着生物技术的不断发展，生命科学的研究也在向更为深入的方向发展。
其中，代谢组学技术作为一种能够全面解析生物体内代谢产物的新型技术，正在逐渐成为代谢疾病研究的重要手段。
本文将从代谢组学技术的基本原理、代谢组学技术在代谢疾病研究中的应用及其前景等几个方面进行探讨。
一、代谢组学技术的基本原理代谢组学技术是在代谢组学理论的指导下，使用多种分析技术对生物体内所有代谢产物进行全面解析的技术。
代谢组学技术主要包括代谢物分析技术、代谢物成像技术和质谱成像技术等。
其中，质谱成像技术是目前最常见的代谢组学技术之一。
质谱成像技术可以快速、精确地分析生物体内所有代谢物，通过分析我们可以了解生物体内代谢过程中的分子变化和代谢产物的动态分布状况。
质谱成像技术可以通过将样品制成薄片或组织切片，然后使用质谱仪对样品进行扫描，获取样品中不同代谢产物的质谱信号。
该技术具有高通量、无损、高分辨率等优点，已经成为了代谢组学研究的重要手段之一。
二、代谢组学技术在代谢疾病研究中的应用代谢疾病是一种由代谢异常导致的疾病，如糖尿病、肥胖症、高血压等。
这些疾病的发生和发展通常与脂肪代谢、葡萄糖代谢、能量代谢等紊乱有关。
因此，代谢组学技术可以应用于代谢疾病的研究，为代谢疾病的诊断和治疗提供一定的理论与实验依据。
1. 全身代谢偏离代谢组学技术可以通过全面分析代谢物组成，快速、准确地评估人体的代谢偏离程度。
这一点对于代谢性疾病的诊断十分重要。
例如，代谢组学分析可以快速评估糖尿病、肥胖症、高血压等代谢疾病的发生与发展。
2. 体内代谢产物的动态变化代谢组学技术可以根据代谢产物分布的动态变化来评估疾病的进展，从而明确治疗方案。
例如，在临床病例中，代谢组学技术可以分析动物模型的动态代谢组成及其变化，获得相关信息并根据这些数据进行治疗方案的调整。
3. 药物治疗的副作用分析代谢组学技术可以通过分析疾病患者体内代谢产物的变化，进行药物治疗的副作用分析。
代谢组学技术在疾病诊断与治疗中的应用
代谢组学技术在疾病诊断与治疗中的应用随着科技的不断发展，人类对疾病的认识也不断深入。
目前，单纯的临床表现和常规检查已经不能满足对某些疾病的诊断和治疗。
于是，代谢组学技术便成为了疾病诊断和治疗的新方向。
一、代谢组学技术的概念代谢组学技术是一种高通量技术，它可以通过分析组织、器官或细胞在特定条件下的代谢产物来了解生物体的代谢状况和生化变化。
简单来说，就是通过对人体产生的小分子代谢产物（例如葡萄糖、氨基酸、脂肪酸等）进行定量和定性的分析，从而了解这些代谢产物的变化和与疾病的关系。
二、代谢组学技术在疾病诊断中的应用1.癌症诊断癌症是一种严重威胁人类健康的疾病。
通过代谢组学技术，可以对癌症患者的尿液、血液等样本进行分析，发现癌症患者的代谢物谱与健康人存在差异，从而实现对癌症的早期诊断和筛查。
2.糖尿病诊断糖尿病是一种常见的慢性代谢疾病。
通过代谢组学技术，可以对糖尿病患者的尿液、血液样本进行分析，发现其葡萄糖、脂肪酸等代谢物谱与健康人存在差异，从而实现对糖尿病的诊断和治疗。
三、代谢组学技术在疾病治疗中的应用1.药物治疗的监测利用代谢组学技术可以监测药物在人体内的代谢过程，从而了解药物的代谢速度、药物治疗的效果以及患者在药物治疗下的生化变化等。
这有助于医生对药物的治疗方案进行个体化，提高治疗效果和减少药物的不良反应。
2.定量评价营养状态代谢组学技术能够定量和定性地分析人体内的代谢产物，并通过这些代谢产物的变化，了解人体的营养状态和代谢变化。
因此，代谢组学技术可以帮助医生定量评价营养状态，从而制定个体化的营养支持方案和治疗策略。
四、代谢组学技术存在的问题代谢组学技术无疑是一项重要的技术突破，但是在其应用中也存在一些问题。
例如：代谢物谱的获得存在平台型问题，不同实验平台之间的代谢物谱可能存在差异；此外，在代谢物谱的分析结果中，可能会发现很多代谢物之间存在相关性，但是这些相关性代表的讯息还需通过更多的临床实验来验证。
代谢组学技术及其在茶叶研究中的应用
代谢组学技术是一种系统性研究细胞、组织或生物体代谢产物的方法，通过对代谢产物的分析，可以全面揭示生物体在特定生理或环境条件下的代谢活动，为深入了解生物体的生理功能、代谢途径和调控机制提供了重要的手段。
茶叶作为世界三大饮料之一，对其代谢组学的研究逐渐受到人们的重视。
本文将重点介绍代谢组学技术及其在茶叶研究中的应用。
一、代谢组学技术的原理及方法1. 代谢组学技术的原理代谢组学技术是以质谱和核磁共振等技术为基础，通过对代谢产物的鉴定和定量分析，综合研究生物体在不同生理状态下的代谢谱，揭示生物体代谢的整体情况。
2. 代谢组学技术的方法代谢组学技术包括取样、代谢产物的提取和分离、质谱或核磁共振分析、数据处理与生物信息学分析等步骤，其中代谢产物的分析是整个技术过程的核心。
二、代谢组学技术在茶叶研究中的应用1. 茶叶代谢组学研究的意义茶叶中含有丰富的化合物，如儿茶酚、茶多酚、氨基酸等，这些化合物对茶叶的品质和营养价值具有重要影响。
而茶叶在生长、发酵、加工等过程中会发生大量的代谢活动，代谢组学技术可以全面解析茶叶的代谢产物，帮助人们深入了解茶叶的生长发育、化学成分和特征。
2. 代谢组学技术在茶叶品质评价中的应用通过代谢组学技术的应用，可以对不同茶叶品种、不同生长环境、不同加工工艺等因素对茶叶化学成分的影响进行深入分析，从而为茶叶的品质评价提供客观依据。
可以通过代谢组学技术对不同茶叶中的儿茶酚、氨基酸、挥发性香气物质等进行定量分析，从而评价茶叶的香气、口感、色泽等品质特征。
3. 代谢组学技术在茶叶营养价值研究中的应用茶叶含有丰富的营养成分，如维生素、矿物质、氨基酸等，而这些营养成分对人体健康具有重要作用。
通过代谢组学技术，可以对不同类型的茶叶中的营养成分进行定量分析，比较茶叶的营养价值，为人们科学饮茶提供指导。
4. 代谢组学技术在茶叶加工质量控制中的应用茶叶在加工过程中会发生不同程度的氧化、发酵、烘焙等代谢反应，这些反应会对茶叶的化学成分产生影响，进而影响茶叶的品质。
代谢组学技术在基础医学研究中的应用
代谢组学技术在基础医学研究中的应用代谢组学技术是一种集成生物信息学、生物化学和统计学的高通量分析技术，该技术通过同时检测和分析生物体内数千种小分子代谢物，以评估生物体内代谢网络的变化。
自从20世纪发现肥胖症和糖尿病等代谢疾病与代谢紊乱相关后，人们意识到代谢组学技术在医学研究中的应用前景。
1. 代谢组学技术在早期疾病检测中的应用代谢组学技术可应用于早期疾病的检测和预测，其强大的分析能力可以揭示生物体内代谢网络的变化、生物体状态的转变以及发生的疾病情况。
例如通过代谢组学技术分析脑脊液代谢物可鉴别不同神经系统疾病，并且可以识别早期阶段的阿尔茨海默病。
另外代谢组学技术在胰腺癌、乳腺癌、肺癌等多种癌症的早期筛查中，也有着广泛的应用和巨大的前景。
2. 代谢组学技术在基因组学研究中的应用代谢组学技术可以揭示基因对代谢变化的影响，与基因组学、转录组学、蛋白组学等技术相结合可以全面了解生物命运的变化和生物学特征。
与小鼠模型的研究相比，通过代谢组学技术可以更好地了解人类体内代谢网络的变化。
配合转录组学研究，可以更好地评估不同组织或群体的代谢变化。
3. 代谢组学技术在药物开发中的应用新药研究开发是一个漫长且繁琐的过程，抑制或增强代谢物和小分子的生物学作用是许多药物的目标。
通过对代谢物的定量检测和定性分析，代谢组学技术可以在新药研制前期帮助筛选潜在药物成分。
在新药研发后期，代谢组学技术也可以帮助了解药物的代谢途径以及药物副作用的发生机理。
4. 代谢组学技术在营养学研究中的应用代谢组学技术可以评估食物对人体代谢网络的调节效应，以及饮食习惯和营养素的摄入与人体健康的关系。
如在肠道微生物研究中，代谢组学技术可以研究单个微生物种属或群体对宿主代谢的影响，揭示肠道微生物生物学的重要性。
通过代谢组学技术分析不同群体（例如老人、儿童等）的代谢谱，可以了解人体不同年龄段的代谢变化，包括食物吸收、能量消耗和生理特征等。
总结代谢组学技术在医学研究中的应用可谓方方面面，不仅在早期疾病诊断、药物开发中具有重要价值，也可以在营养学研究、肠道微生物研究、基因组学研究等领域得到广泛应用。
微生物学研究中的代谢组学技术
微生物学研究中的代谢组学技术微生物在生物圈中占据着重要的地位，它们分布在各种环境中，对整个生态系统发挥着至关重要的作用。
微生物是自然界最早的生命形式，成为许多生物物种的祖先，也给人类带来了巨大的贡献。
微生物的代谢组学技术越来越成为微生物学研究中的热点，本文将从代谢组学的基本概念、技术手段、代谢组学在微生物研究中的应用几个方面来介绍微生物学研究中的代谢组学技术。
一. 代谢组学的基本概念代谢组学是一种综合性分析方法，其涉及从生物样本中获得尽可能多的代谢产物信息。
代谢产物包括代谢途径中产生的化合物，如蛋白质、核酸和多糖等化学物质，以及代谢触发的生理变化，如能量代谢、脂肪酸代谢、糖代谢和氨基酸代谢等。
代谢组学的主要目的是识别潜在的生物标志物或生物学过程，以明确不同的生理和疾病状态之间的差异。
二. 代谢组学技术手段代谢组学技术是从样品中提取代谢产物，并对其进行化学分析、光谱分析和质谱分析。
常见的代谢组学技术手段包括核磁共振（NMR）技术、高效液相色谱质谱联用分析（LC-MS）和气质联用质谱（GC-MS）等。
这些技术手段的优缺点不同，应根据不同的研究目的和样品性质进行选择。
同时，应在具有严格的质量控制和标准化的分析流程中进行分析，以获得可重复和可比性的结果。
三. 代谢组学在微生物学研究中的应用代谢组学技术在微生物学研究中的应用广泛，是微生物学研究的重要工具之一。
其应用包括但不限于以下方面：1. 明确微生物代谢途径及其调控机制代谢组学技术可以揭示微生物代谢途径和调控机制，为更深入研究微生物代谢提供了基础信息。
通过代谢组学技术分析微生物活动产生的代谢产物，可以推断微生物的代谢途径和代谢途径中涉及的反应酶。
同时，代谢组学技术还可以探究代谢途径的调控机制，如糖代谢、脂肪酸代谢和氨基酸代谢等。
2. 识别微生物毒素生成机制及其抑制方法代谢组学技术还可以通过检测微生物生长过程中的代谢产物，识别微生物毒素生成的机制及其不同阶段的代谢特征，以开发微生物毒素的防治等应用均有前景。
代谢组学分析方法
代谢组学分析方法
代谢组学分析方法是用来研究生物体内代谢物的种类及其在生物体内的量和代谢途径等方面的方法。
主要包括以下几种方法：
1. 代谢物组分析：通过气相色谱质谱联用、液相色谱质谱联用等技术来检测生物样品中的代谢物种类和含量。
2. 代谢物定量分析：通过比较代谢物在样品中的峰面积或峰高与已知浓度的标准品进行定量分析。
3. 代谢物谱图分析：通过分析代谢物的质谱图谱、色谱峰形、峰面积等信息，来鉴定代谢物的结构及其可能的代谢途径。
4. 代谢通路分析：通过将代谢物组学数据与代谢通路数据库进行比对，分析代谢物之间的相互关系，从而了解代谢通路的变化和调控机制。
5. 代谢物组联合分析：通过将代谢组学数据与其他组学数据（如基因组学、蛋白质组学等）进行整合分析，辅助研究代谢组的生物学意义。
这些方法可以帮助研究人员更全面地了解生物体内的代谢状态、代谢通路的调控机制以及代谢组与生理、疾病之间的关系。
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代谢组学分析可以指示细胞、组织或器官 的生化状态, 协助阐释新基因或未知功能基 因的功能, 并且可以揭示生物各代谢网络间 的关联性, 帮助人们更系统地认识生物体。 进行代谢组学研究涉及生命科学、分析科学 以及化学统计学三大方面的专业知识。 代谢 物化学分析技术及数据分析技术的发展极大 促进了诸多生物、医学问题的研究, 这些知 识的综合运用使得代谢组研究在疾病诊断、 药理研究以及临床前毒理等研究中发挥了极 为重要的作用。
ATRP 聚酯大分子引发剂的300M核磁共振氢谱
核磁共振波谱查询数据库
系统数据库包含化合物核磁共振氢谱 6万多张，核磁共振碳谱4万多张．可通 过光谱编号、原子数、分子式进行查询， 结果得到所要查询化合物的有关信息及 其标准谱图．系统程序还允许用户将本 研究领域一些常用化合物的标准谱信息 和图谱添加进数据库以供日后查询．
3 代谢组学数据采集与分析
与转录组、蛋白质组研究一样, 代谢物可以 通过与对照样品的比值进行相对定量。通过添 加标准参照物以及对代谢物进行同位素标记, 可以获得绝对定量的代谢组数据集。此外, 数 据采集的重复性以及采用何种数据处理方法对 代谢组分析结果的影响很大。
一旦获得代谢组的定量数据集, 可以采用 已在转录组、蛋白质组分析中得到应用的多 种数据分析策略进行代谢组数据分析, 这些 分析策略的基本原则是比较实验组与对照组 之间代谢物水平差异,并利用统计方法评估这 些差异的显著性。
1946年，美国哈佛大学的珀塞尔和斯坦 福大学的布洛赫宣布，他们发现了核磁共振。 两人因此获得了1952年诺贝尔奖。核磁共 振是原子核的磁矩在恒定磁场和高频磁场 （处在无线电波波段）同时作用下，当满足 一定条件时，会产生共振吸收现象。核磁共 振很快成为一种探索、研究物质微观结构和 性质的高新技术。目前，核磁共振已在物理、 化学、材料科学、生命科学和医学等领域中 得到了广泛应用。
代谢组数据的分析离不开化学统计学的应用。 在利用NMR 和MS 进行的代谢组学研究中, 化 学统计学是指利用数学或统计工具进行光谱处 理、峰比对、异常值检测以及数据均一化等。 多变量分析是分析代谢组研究产出的复杂数据 的 一 种 有 效 方 法 , 其 中 PCA(principal
component analysis，主成分分析)是一种将
1 代谢组学分析实验设计及样品制备
代谢组学是一种大规模研究技术,对于 研究外源性物质(药物或毒物)刺激、环境 变化或遗传修饰引起的机体所有代谢物 变化过程是很有效的, 比如寻找疾病生物 标志物用于早期诊断。但对于研究特定 种类的代谢物, 这种大规模研究平台的灵 敏度则不如传统的技术手段。
进行代谢组分析, 首先需要进行样品的 提取。对于组织和细胞培养液, 水相和有机相 代谢物可以很容易地被提取。实际上, 不论各 种代谢物在体内参与何种代谢过程, 通过相应 抽提程序, 所有的胞浆以及膜代谢物均会被提 取出来。样品制备过程的不一致性导致结果 重复性较差。因此, 为最大程度减小操作对代 谢组数据产出的影响, 人们应严格遵循一套标 准 的 提 取 程 序 (Standard Operating Protocols, SOPs)。
核磁共振仪器组
早期核磁共振主要用于对核结构和性 质的研究，如测量核磁矩、电四极距、 及核自旋等，后来广泛应用于分子组成 和结构分析，生物组织与活体组织分析， 病理分析、医疗诊断、产品无损监测等 方面。用核磁共振法进行材料成分和结 构分析有精度高、对样品限制少、不破 坏样品等优点。
对于孤立的氢原子核（也就是质子），当磁 场为1.4T时，共振频率为59.6MHz，相应的 电磁波为波长5米的无线电波。但在化合物分 子中，这个共振频率还与氢核所处的化学环境 有关，处在不同化学环境中的氢核有不同的共 振频率，称为化学位移。这是由核外电子云对 磁场的屏蔽作用、诱导效应、共厄效应等原因 引起的。同时由于分子间各原子的相互作用， 还会产生自旋-耦合裂分。利用化学位移与裂 分数目，就可以推测化合物尤其是有机物的分 子结构。这就是核磁共振的波谱分析。
乙氧氟草醚GC-MS质谱图
采用何种分析技术主要取决于待分析生物 系统的种类以及要解决何种科学问题。NMR
可以快速、无损伤性地进行代谢物的体内(in vivo)或体外(in vitro)比较分析。直接应用
MS进行代谢物分析虽然速度也较快, 但具有 灵敏度以及分辨率较低的缺点。将MS与GC 或LC联用(GC-MS 或LC-MS), 虽然降低了分 析速度, 但却提高了分析灵敏度以及分辨率。 而且基于质谱的分析技术已长期用于代谢物 指纹图谱分析,具有比较成熟的样品制备、数 据采集以及分析等操作程序。
代谢组学技术
及其在医学研究中的应用
系统生物学（systems biology） 是研究一个生物系统中所有组成成 分 （ 基 因 、 mRNA 、 蛋 白 质 等 ） 的构成，以及在特定条件下这些组 分间的相互关系的学科。
在后基因组(post-genome)时代, 系统生物学研究逐渐成为人们关注 的焦点。系统生物学研究的目的是 根据细胞内基因、蛋白质、代谢物 以及细胞器等组分间的时空相互关 系构建生物网络, 了解生物行为。
70年代新发展的层析法。其特点是：用高压输液泵， 压强最高可达34个标准大气压。用直径约3～10微米的超 细支持物装填均匀的不锈钢柱。这种支持物能承受很高 的压力，化学性能稳定。用不同类型支持物的HPLC，可 做吸附层析、离子交换层析和凝胶过滤层析。其分析微 量化可达10-10克水平。但用于制备，可以纯化上克的样 品。展层时间短，一般需几分钟到10余分钟。其分析速 度、精确度可与气相层析媲美。HPLC适于分析分离不挥 发和极性物质。而气相层析只适用于挥发性物质，两者 互为补充，都是目前最为理想的层析法。HPLC在生物化 学、化学、医药学和环境科学的研究中发挥了重要作用。
1.乙醛
2.甲醇
6.仲丁醇 7.异丁醇
11.异戊醇 12.丁酸乙酯
16.己酸乙酯
3.乙醇 8.乙缩醛 13.丙酸
4.正丙醇
5.乙酸乙酯
9.正丁醇
10.乙酸
14.乳酸乙酯 15.丁酸
白酒分析：GC
A gas chromatograph (right) directly coupled to a mass spectrometer (left)
CE-MS 在枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)中
检测到一千多种代谢物。
质谱谱图数据库收录了大 部分常用化合物的质谱数据， 检索途径为质荷比检索，丰度 检索以及组合检索，可获取化 合物质谱谱图，物化性质等信 息。
高效液相层析
High performance liquid chromatography
HPLC图谱
Liquid chromatography-mass spectrometry
相色谱
gas chromatography
气相色谱法是指用气体作为流动相的色谱法。 由于样品在气相中传递速度快，因此样品组分 在流动相和固定相之间可以瞬间地达到平衡。 另外加上可选作固定相的物质很多，因此气相 色谱法是一个分析速度快和分离效率高的分离 分析方法。近年来采用高灵敏选择性检测器， 使得它又具有分析灵敏度高、应用范围广等优 点。
第一台质谱仪是英国科学家弗朗西斯·阿 斯顿于1919年制成的。出手不凡，阿斯顿用 这台装置发现了多种元素同位素，研究了53 个非放射性元素，发现了天然存在的287种 核素中的212种，第一次证明原子质量亏损。
他为此 荣获1922年诺贝尔化学奖。
质谱仪种类非常多，工作原理和应用范围也 有很大的不同。从应用角度，质谱仪可以分为 下面几类： 有机质谱仪： ① 气相色谱-质谱联用仪（GC-MS） ② 液相色谱-质谱联用仪（LC-MS） ③ 其它有机质谱仪，主要有：基质辅助激光 解 吸 飞 行 时 间 质 谱 仪 （ MALDI-TOFMS ） ， 富立叶变换质谱仪（FT-MS） 无机质谱仪： ① 火花源双聚焦质谱仪 ( SSMS ） ② 感应耦合等离子体质谱仪（ICP-MS） ③ 二次离子质谱仪（SIMS）
物含量变化与生物表型变化建立直接相关性。
代 谢 组 (metabolome) 是 指 一 个 细 胞 、 组织或器官中所有代谢物的集合, 包含一 系列不同化学型的分子, 比如肽、碳水化 合物、脂类、核酸以及异源物质的催化 产 物 等 。 代 谢 组 学 (metabonomics ／ metabolomics)来源于代谢组一词,是研究 一个细胞、组织或器官中所有小分子代 谢组分集合的科学。代谢组学研究的目 的是定量分析一个生物系统内所有代谢 物的含量。
最早的核磁共振成像实验是由1973年劳 特伯发表的，并立刻引起了广泛重视，短短 10年间就进入了临床应用阶段。人体组织中 由于存在大量水和碳氢化合物而含有大量的 氢核，一般用氢核得到的信号比其他核大 1000倍以上。正常组织与病变组织的电压 信号不同，结合CT技术，即电子计算机断层 扫描技术，可以得到人体组织的任意断面图 像，尤其对软组织的病变诊断，更显示了它 的优点，而且对病变部位非常敏感，图像也 很清晰。
一些组学研究技术的发展极大地推动了系统 生物学的研究, 比如转录组学 （ transcriptomics ） 、 蛋 白 质 组 学 （ proteomics ） 等 功 能 基 因 组 学 （ functional genomics, 与 结 构 基 因 组 学 structural genomics相对 )研究方法可同时检测药物、疾 病、环境或其它因素影响下大量基因或蛋白质的 表达变化情况, 但这些变化往往不能与生物学功 能的变化建立直接联系。代谢组学 (metabonomics／metabolomics)方法则可为代谢
基质辅助激光解吸附飞行时间质谱 （MALDI-TOF-MS）
傅立叶变换离子回旋共振质谱仪
A FT-ICR mass spectrometer
质谱仪的基本结构及工作流程