如何进行非靶向代谢组学？

非靶向代谢组学是在不预先设定目标化合物的前提下，通过高分辨质谱（如 LC-MS/MS 或 GC-MS）分析生物样本中上千种代谢物，以捕捉在疾病、环境变化或药物干预等条件下的代谢扰动。非靶向代谢组学（Untargeted Metabolomics）是一种系统地分析生物样本中尽可能多代谢物的小分子组学方法。其目标是不带偏见地捕捉样本中的广泛代谢变化，从而揭示潜在的生物标志物、生理状态或代谢通路扰动。相比于靶向方法，非靶向代谢组学覆盖面更广，适合新型机制研究与假设生成。

 

一、如何进行非靶向代谢组学？

非靶向代谢组学通常包括以下五个关键步骤：

1、样本采集与预处理

样本类型可以是血浆、尿液、组织、细胞、甚至粪便。此阶段的关键是最大限度保留代谢物原貌，防止降解或人为偏倚。

（1）前处理方法：蛋白沉淀（甲醇、yǐjīng）、液液萃取、固相萃取等。

（2）注意事项：避免反复冻融，采样时间点要一致，操作标准化。

 

2、色谱-质谱平台检测

非靶向代谢组学常用以下几种质谱平台：

（1）LC-MS（液相色谱-质谱联用）：适用于中性、极性代谢物，如有机酸、氨基酸等；

（2）GC-MS（气相色谱-质谱联用）：用于挥发性或需衍生化的小分子，如脂肪酸、糖类等；

（3）CE-MS（毛细管电泳-质谱）：分析带电小分子；

（4）HRMS（高分辨质谱）：如Orbitrap、TOF，便于代谢物结构推断与定性。

 

3、数据预处理

原始质谱数据需经过严格的预处理步骤，包括：

（1）峰提取（Peak Picking）；

（2）峰对齐（Alignment）；

（3）去噪与缺失值填补；

（4）信号归一化。

此阶段直接决定下游统计分析的可信度。

 

4、多变量统计分析与差异代谢物筛选

非靶向代谢组学强调模式识别和群体区分，常用方法包括：

（1）主成分分析（PCA）：无监督方法，观察样本间整体分布

（2）偏最小二乘判别分析（PLS-DA）：有监督方法，用于挖掘组间差异

（3）差异代谢物筛选标准：

 

• VIP（Variable Importance in Projection）值 > 1
• P值 < 0.05
• Fold change（FC） > 1.5 或 < 0.67

 

5、代谢物鉴定与通路富集分析

（1）代谢物鉴定是非靶向代谢组学的最大挑战之一，通常基于：

 

• 精确质量数（m/z）
• 同位素分布
• MS/MS碎片谱匹配
• 数据库比对：HMDB, METLIN, MassBank, KEGG 等

 

（2）接着可进行：

 

• 通路富集分析（Metabolic Pathway Enrichment）：如KEGG、Reactome
• 代谢网络重建：结合转录组/蛋白组信息，构建多组学互作图谱

 

二、非靶向代谢组学的常见难点与优化建议

 

 

 

 

 

三、百泰派克生物科技：高标准非靶向代谢组学服务平台

作为生命科学多组学服务提供商，百泰派克生物科技在非靶向代谢组学方面拥有以下优势：

1、质谱平台先进：搭载Thermo Orbitrap Exploris 240，覆盖更广代谢物谱系；

2、标准化流程：从样本处理到数据分析，严格质控；

3、定制化服务：可结合蛋白组、转录组开展多组学整合；

4、科研合作经验丰富：已服务超过300家高校及生物医药企业。

 

非靶向代谢组学能从全局角度揭示生物过程中的代谢变化。成功实施该技术不仅依赖先进的质谱平台，更需要标准化的操作流程与专业的数据分析能力。若您计划开展非靶向代谢组学研究，欢迎咨询百泰派克生物科技，我们将为您的科研项目提供全流程、一站式技术支持。

 

 

 

 

 

 

百泰派克生物科技特色项目

 

一、蛋白测序

百泰派克生物科技使用Thermo公司新推出的Obitrap Fusion Lumos质谱仪及岛津公司埃德曼降解测序系统对蛋白质序列进行分析，提供基于质谱的蛋白测序分析服务，包括对蛋白质的氨基酸组成分析，N端测序，C端测序和全序列分析，以及基于埃德曼降解的蛋白质N端序列分析服务。对于未知理论序列的蛋白质，提供基于从头测序法的蛋白质从头测序服务，对蛋白序列进行分析。

 

※服务优势：

1.采用目前世界上先进的质谱仪器 Obitrap Fusion Lumos;

2.可实现对所测定靶蛋白序列 100% 的覆盖;

3.可测定蛋白N端多达 70个氨基酸序列;

4.可测定多种形式的样品: 蛋白溶液、PVDF 蛋白条带;

5.样品用量低: 蛋白样品仅需 5-10ug，即可完成检测;

6.测序不受N端封闭，PEC和和糖基化等N端修饰的影响。

 

 

二、蛋白质组学

百泰派克生物科技采用Thermo Fisher的Orbitrap Fusion Lumos质谱平台结合Nano-LC，提供定量蛋白质组学、靶向蛋白质组学、多肽组学、翻译后修饰蛋白组学等多种蛋白质组学分析服务。此外，百泰派克生物科技新推出基于timsTOF Pro的4D蛋白质组学服务，助力微量样本蛋白组学、大样本群医学及高通量修饰组学等研究工作。

 

※服务优势：

1 .高通量定量蛋白分析:多对照组大规模实验分析，发现新的生物标记物;

2.体内体外多种蛋白质标记方法，适用于分析组织、细胞、血液等多种样品;

3.质谱分析灵敏度高，实验结果重复度高;

4.可检测较低丰度蛋白，线性范围广;

5.专业生物信息学分析，分析更系统准确。

 

 

三、单细胞质谱流式技术分析

百泰派克生物科技采用Fluidigm质谱流式系统进行单细胞质谱流式技术分析，采用金属元素标记物（通常是金属元素标记的特异抗体）标记细胞表面和内部的分子，然后用流式细胞原理分离单个细胞，再用电感耦合等离子体质谱（ICP-MS）分析单个细胞的原子质量谱，最后将原子质量谱数据转换为细胞表面和内部的信号分子表达量。

 

※服务优势：

1.技术先进，填补技术空白

采用金属标记抗体技术，避免了传统流式荧光通道少且易相互影响的问题。可在单细胞层面上对多种指标同时进行表征，百泰派克生物科技可做到同时检测51个目标蛋白。

2.分析数量大，成本较低

单细胞RNAseq受成本等因素限制，所有样本细胞汇总的分析数目一般在2x10^4个左右，而流式质谱技术一次（单样本）就可分析至少10^5的细胞，实现了数量级的提高，且成本不高于单细胞RNAseq。

3.应用前景大

①流式质谱结果可以给出细胞亚群的变化，在临床诊断、疾病机制研究等方面具有极大的研究前景；

②将金属标签技术与其他技术结合会有新应用方向。除常规蛋白外，质谱流式细胞技术还可用于蛋白翻译后修饰；

③可检测细胞存活率、细胞大小、mRNA转录子表达量、DNA合成速率以及蛋白酶活性等。

 

 

四、基于高精度质谱的免疫多肽组学分析及新抗原发现

百泰派克生物科技的基于高精度质谱的免疫多肽组学分析及新抗原发现一站式解决方案包括我们专有的、高度敏感的免疫肽富集和鉴定方案。我们能够帮助您实现10,000个以上I型多肽和10,000个以上II型多肽的鉴定和识别。通过我们优化的高通量免疫多肽组学分析平台进行免疫肽组学分析，可从最小的样品材料中进行可重复的识别和定量。该服务可以应用于大规模的研究，旨在助力科研工作者寻找癌症、免疫疾病及传染病的解决方案，深入挖掘未知的靶标。

 

 

五、生物药物表征

百泰派克基于高分辨率质谱技术，MALDI TOF，高效色谱分离技术，提供一系列完善的生物药物分析方案，从蛋白质、多肽、抗体、疫苗等生物制品的氨基酸组成和一级结构分析，到产品变异性和纯度分析。旨在提供优质生物药物分析服务，帮助生物医药生产商提高生物药物品质。

 

 

百泰派克生物科技七大检测平台

 

 

 

百泰派克生物科技-生物制品表征，生物质谱多组学优质服务商

北京百泰派克生物科技有限公司致力于为生物/制药和医疗器械行业提供质量控制检测和项目验证等专业服务。公司实验室遵循NMPA、ICH、FDA和EMA等的法规和指导原则，通过CNAS/ISO9001双重质量体系认证，建立了完备的质量体系，数据冷热/异地备份，设备定期计量/期间核查，软件审计追踪，为客户提供一体化解决方案和技术服务，支持新药研发、药物申报注册和生产放行。

1.公司采用ISO9001质量控制体系，专业提供以质谱为基础的CRO检测分析服务；

2.获国家CNAS实验室认可，为客户提供符合全球药政法规的药物质量研究服务；

3.业务范围覆盖蛋白质组学、多肽组学、代谢组学、生物药物表征、单细胞分析、单细胞质谱流式、生信云分析以及多组学生物质谱整合分析等；

4.七大质量控制检测平台，满足您一站式服务需求；

5.服务3000+企业，10000+客户的选择；

6.致力于为您提供优质的生物质谱分析服务!