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靶向代谢组学
靶向代谢组学主要是以标准品为参照，对特定的某一代谢物或某一类代谢物进行有针对性的检测和定量；通过标准曲线计算代谢物浓度，从而实现绝对定量。
靶向代谢组学常用的质谱仪类型为三重四极杆（triple quadrupole，QQQ），通过多反应监测模式（multiple reaction monitoring，MRM）进行检测，检测灵敏度高、特异性强、准确度高。
服务内容
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产品名称 |
代谢物名称 |
代谢物数目 |
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能量代谢拟靶向相对定量分析 |
α-酮戊二酸、三磷酸腺苷、柠檬酸、顺乌头酸、辅酶A等 |
154种 |
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游离脂肪酸检测 |
二十碳四烯酸、二十二碳二烯酸、二十碳五烯酸、二十二碳六烯酸等 |
37种 |
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氨基酸检测 |
精氨酸、组氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、赖氨酸、谷氨酰胺、天冬氨酸等 |
20种 |
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水溶性维生素检测 |
维生素B1 、维生素B2 、维生素B5、吡哆酸、5-甲基四氢叶酸 |
5种 |
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脂溶性维生素检测 |
维生素A、维生素E、维生素K、25-羟基维生素D2、25-羟基维生素D3 |
5种 |
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类固醇激素检测 |
睾酮、雄烯二酮、雌二醇、孕酮、11-脱氧皮质醇、可的松等 |
13种 |
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胆汁酸检测 |
胆酸、鹅脱氧胆酸、甘氨胆酸、甘氨鹅脱氧胆酸、牛磺胆酸等 |
45种 |
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氧化三甲胺类检测 |
三甲胺、氧化三甲胺、甜菜碱、胆碱、左旋肉碱、肌酸酐 |
6种 |
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短链脂肪酸检测 |
乙酸、丙酸、丁酸、戊酸、异丁酸、异戊酸、己酸 |
7种 |
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神经递质检测 |
多巴胺、肾上腺素、5-羟色胺、高香草酸、犬尿喹啉酸、天冬氨酸等 |
39种 |
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同型半胱氨酸代谢通路检测 |
同型半胱氨酸、S-腺苷甲硫氨酸、S-腺苷同型半胱氨酸、甜菜碱、4-吡哆酸等 |
9种 |
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微量元素与重金属检测 |
镁、钙、铁、铜、锌、锶、铅、锰、硒、铬等 |
18种 |
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植物激素 |
水杨酸、脱落酸、茉莉酸、赤霉素、油菜素内酯、3-吲哚乙酸等 |
32种 |
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色氨酸代谢通路检测 |
色氨酸、犬尿氨酸、色胺、褪黑素、犬尿酸、5-羟基-L-色氨酸、血清素等 |
29种 |
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HM Pro2300代谢组 |
亮氨酸、肉桂酸、色氨酸、胆酸、高香草酸、肉碱、氧化三甲胺等 |
2,300多种 |
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HM700 |
柠檬酸、α-酮戊二酸、香叶木素、亚麻酸、猪胆酸、鼠胆酸等 |
700种 |
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HML1600 |
游离脂肪酸、磷脂酰胆碱、磷脂酰甘油、胆固醇脂、三酰甘油、鞘磷脂、神经酰胺等 |
1,600多种 |
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Quant500代谢组 |
谷氨酸、氧化三甲胺、胆酸、乌头酸、吲哚、肉碱、月桂酸、花生四烯酸、Cer(d16:1/18:0)、DG(14:0_14:0)、TG(14:0_32:2)、lysoPC
a C14:0等 |
630种 |
技术优势
灵敏度高：灵敏度可达pg级，可以对低丰度的代谢物进行准确定量。
定性定量准：每种代谢物通过比对标准品进行定性定量，保证结果的准确性。
产品应用
1、 目标代谢物的准确定量
2、 验证非靶向代谢组学或其他组学提出的假说
3、 针对特定代谢物研究代谢模型
技术路线
检测平台
LC-MS/MS：液相-Waters ACQUITY UPLC，质谱-SCIEX QTRAP 4500/5500/6500 以及Waters Xevo TQ-S
GC-MS：Agilent 7890B-5977A，Thermo TRACE 1300-TSQ 9000
项目周期
30-60个自然日
案例一：肠道微生物和血浆胆汁酸的分析对患者进行抗糖尿病分层治疗（华大合作发表）[1]
研究背景：
在中国和其他亚洲国家阿卡波糖被推荐作为替代二甲双胍的ⅠⅠ型糖尿病的治疗。阐明降糖药物对肠道微生物的影响和额外代谢获益机制及基于临床试验队列临床结果的关系，对治疗前ⅠⅠ型糖尿病患者进行分型具有重要意义。
研究思路：
通过临床队列研究，对106例ⅠⅠ型糖尿病初发患者随机采用阿卡波糖和格列吡嗪两种降糖药治疗。通过靶向代谢组学技术对血浆及粪便中的胆汁酸含量进行检测，通过宏基因组测序技术对肠道菌群进行检测，研究胆汁酸的代谢过程与肠道生微物变化之间的关系。
图1 阿卡波糖治疗后胆汁酸组成的变化与临床结果相关
图2 不同基线菌群组成的患者血浆胆汁酸组成和不同的阿卡波糖治疗反应
研究结果：
发现阿卡波糖给药组不仅具有降糖功效、而且具有显著减重、降脂、改善胰岛素抵抗的功能。该研究不仅破解了阿卡波糖众多降糖外代谢获益的机制，同时也为设计靶向胆汁酸信号的新型降糖药物提供了新的思路。同时更有意义的是，研究发现不同的肠道菌群组合即肠型是决定药物疗效的重要因素，对未来降糖疗效的判定有重要意义。
参考文献
1. Gu, Yanyun, et al. "Analyses of gut microbiota and plasma bile acids enable stratification of patients for antidiabetic treatment." Nature communications 8.1 (2017): 1-12.
1、 重复次数要求
每组样本的生物学重复次数要求如下，重复次数越多越好。
表1 生物学重复次数要求
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样本类型 |
重复次数（建议） |
最少重复次数 |
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植物、微生物、细胞样本 |
≥ 6 个 |
3个 |
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动物样本 |
≥ 10个 |
6个 |
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临床样本 |
≥ 30个 |
10 个 |
2、 送样量要求
表2 送样量要求
类别 | 样本量要求 |
氨基酸检测 水溶性维生素检测 脂溶性维生素检测 | 血清、血浆、尿液≥300 μL（氨基酸和水溶性维生素检测），600 μL（脂溶性维生素） 动物及临床组织、粪便、肠道内容物、微生物菌体≥200 mg 细胞 ≥107 个 培养液、发酵液≥1 mL 植物组织 ≥1 g |
类固醇激素检测 | 血清、血浆、尿液≥600 μL 动物及临床组织、粪便、肠道内容物≥200 mg 细胞 ≥107 个 |
胆汁酸检测(45种) | 血清、血浆、尿液≥200 μL 胆汁≥100 μL 动物及临床组织、粪便、肠道内容物≥200 mg |
氧化三甲胺及其相关代谢物检测 | 血清、血浆、尿液≥200 μL 动物及临床组织、粪便、肠道内容物≥200 mg |
短链脂肪酸检测 | 血清、血浆、尿液≥200 μL 动物及临床组织、粪便、肠道内容物、微生物菌体≥200 mg 细胞 ≥107 个 培养液、发酵液≥1 mL |
神经递质检测 | 血清、血浆、尿液、胆汁≥200 μL 动物及临床组织、粪便、肠道内容物≥200 mg 细胞 ≥107 个 |
微量元素与重金属检测 | 全血≥2 mL 血浆、血清（不建议）≥2 mL 尿液≥1 mL 组织≥3g |
同型半胱氨酸代谢通路检测 | 血清、血浆≥500 μL |
植物激素检测 | 植物组织≥100 mg |
色氨酸代谢通路检测 | 血清、血浆≥200 μL 动物及临床组织、粪便、肠道内容物、微生物菌体≥500 mg 细胞 ≥2*107 个 培养液、发酵液≥1 mL |
能量代谢拟靶向相对定量分析 | 血清、血浆≥200μL 细胞≥1*107个 其他特殊样本，请另外咨询 |
游离脂肪酸定量分析 | 血清、血浆≥100 μL 细胞≥1*107个 果实≥5000 mg 内脏≥50 mg 培养上清≥2000 μL 油≥100 μL 肌肉≥50 mg 植物组织≥1000 mg |
Q1：母子离子对是指什么？
A1：MRM模式检测时，一个母离子可能对应多个子离子，在实验方法建立过程中，每个目标代谢物会选择2~3个子离子和母离子组成母子离子对，其中一个离子对用于定量，其余用于定性，同时会根据标准品的色谱保留时间排除假阳性结果。
Q2：标准曲线如何制作？
A2：选取不同浓度的标准品溶液（5~8个浓度点），根据标准品浓度和标准品信号响应峰面积拟合线性方程，得到标准曲线。
Q3：使用MRM技术进行检测时，可以一次监测多少个母子离子对？是只能对一个特定的代谢物分子进行监测，还是可以对多个特定的代谢物分子同时进行监测？
A3：MRM检测可实现多个目标代谢物分子的同时检测，更大限度节省时间，提高检测效率，每个工作循环最多能处理300对母子离子对，使用Schedule MRM可达700对母子离子对。
Q4：MRM在做定量方面有哪些优势？
A4：高通量：能实现大规模样本的定量分析；高灵敏度：定向分析，排除背景噪音干扰；准确度高，重现性好。
Q5：华大如何减少实验误差，保证数据质量？
A5：会在实验过程加入内标校正实验误差，并为客户提供严格的QC质控确保数据的真实可靠。
Q6：是否需要使用同位素内标？
A6：同位素内标能校正实验误差，可以提供准确的定量结果，是目前绝对定量普遍采用的实验策略；也可根据需求合理设置其它内标，减少实验误差。
