代謝組學(xué)是眾多組學(xué)的一種，是隨著生命科學(xué)的發(fā)展而發(fā)展起來的。代謝組學(xué)是目前關(guān)注度頗高的組學(xué)，第一，大家普遍認(rèn)可代謝物反映生物表型和狀態(tài);第二，代謝物認(rèn)為是功能分子，信號(hào)分子，其慢慢和功能相掛鉤;第三，腸道微生物等新興研究熱點(diǎn)的帶動(dòng)。通過上一節(jié)的曲線可以推測(cè)，代謝組學(xué)項(xiàng)目數(shù)量將慢慢趕上蛋白組學(xué)。

　　從基本組成來說，基因/轉(zhuǎn)錄組=測(cè)4種核苷酸序列;蛋白組=20種氨基酸排列;代謝組=測(cè)氨基酸+碳水化合物+有機(jī)酸+脂類等等，每一個(gè)分類都有N種。

　　從物質(zhì)鑒定的數(shù)量來說，不同生物物種的代謝物數(shù)量多且差異較大。例如簡(jiǎn)單的擬南芥(Arabidopsis thaliana)能產(chǎn)生5000種以上的代謝物。小編作為代謝組學(xué)的分析人員，個(gè)人認(rèn)為三大組學(xué)中，代謝組學(xué)是難度比較高的一個(gè)。一般包括樣品的采集和制備、代謝組學(xué)數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)預(yù)處理、多變量數(shù)據(jù)分析、生物標(biāo)志物識(shí)別和途徑分析等。

　　樣品的采集和制備：

　　代謝組學(xué)研究需要嚴(yán)格的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，首先需要采集足夠數(shù)量的代表性樣本，減少生物樣品個(gè)體差異對(duì)分析結(jié)果的影響。一般來說，動(dòng)物模型>10例，臨床樣本>30例，細(xì)胞>6例，植物昆蟲微生物樣本等>6-8例。圖2展示的不同樣品類型在LC-MS檢測(cè)過程中，推薦的最低樣本量以及保存方式。

　　在預(yù)處理及保存過程中，需要快速處理樣品，比如血清血漿的收集需要在1h內(nèi)完成，避免出現(xiàn)溶血現(xiàn)象。由于代謝組學(xué)一次分析很多樣本且一般不可能在一天內(nèi)采集完成，所以樣品需要提前液氮速凍后，保存在-80℃條件下。同時(shí)，樣本不建議反復(fù)凍融，例如糞便/腸道內(nèi)容物中有非常多微生物，其代謝速度很快，反復(fù)凍融會(huì)對(duì)代謝水平有很大影響。

　　代謝組學(xué)分析平臺(tái)：

　　完成樣本的采集和預(yù)處理之后，代謝產(chǎn)物需要通過合適的方法進(jìn)行測(cè)定。代謝組學(xué)的研究中一般有色譜、質(zhì)譜、NMR、毛細(xì)管電泳和紅外光譜等分離方法，其中色譜-質(zhì)譜聯(lián)用(LC-MS和GC-MS)的方法兼具有色譜的高分析度，質(zhì)譜的高靈敏度，應(yīng)用范圍較廣;NMR例如1H-NMR對(duì)含氫代謝產(chǎn)物進(jìn)行檢測(cè)，能夠完成樣品中大多數(shù)化合物的檢測(cè)。圖5展示的是三大分析技術(shù)在檢測(cè)過程中的優(yōu)缺點(diǎn)。

　　因?yàn)長C-MS避免了GC-MS中繁雜的樣品前處理，其較高的靈敏度和較寬的動(dòng)態(tài)范圍，已經(jīng)被越來越多的用于代謝組學(xué)的研究，它非常適合生物樣本中復(fù)雜代謝產(chǎn)物的檢測(cè)。