2020.8.26丨代谢组测序产品概述

• 背景介绍
  • 4个层次的组学技术

    

    • 代谢物可以反馈调节上游
  • 文章发表现状

    

  • 代谢物定义：分子量小于1000的小分子
  • 代谢组学：检测生物体内的小于1000分子量的代谢物进行定性定量分析
  • 检测方式
    • 色谱技术-物质分离
      • GC：气相色谱
      • LC：液相色谱
    • 质谱技术-物质鉴定
      • 当遇到分子量相同的物质会打碎分子，进行二级质谱
    • 色质联用
  • 仪器平台
    • 公司选择

      

    • 平台比较

      

  • 代谢组研究流程
    • 研究流程图

      

  • 应用方向
    • 农学
      • 生长发育、胁迫响应、 免疫互作、突变表型 营养成分、活性物质
  • 代谢组的挑战
    • 问题
      • 为什么我的结果里只有400多种物质，还有很多物质没有写具体名字是什么?
        • 数据库不够健全
        • 尚未命名的物质
        • 非靶向代谢组检测一般在400~700种物质
      • 样品取样周期比较长，可不可以分批送样分批测？
        • 不行，分批送样容易出现误差，假阳性
      • 我之前有12个样LC-QTOF的非靶数据，现在又做了24个LC-QTOF的非靶，能放一起做差异分析吗？
        • 不行，同2问题
      • 在别的公司做了代谢项目，但是鉴定的物质太少了，能不能在BMK重新分析，多鉴定点代谢物？
        • 看下是LC还是GC分析
        • 公司之间数据库和分析水平相近，没有太大必要
        • 代谢组不提供原始数据（谱图）
    • 对未知物的鉴定，数据库不完善；
    • 代谢物理化性质差别大，难以一次性提取、一次性检测；
    • 多平台数据整合，同一物质在不同平台上谱图有差异；
    • 研发出可供查询的标准数据库，就像GenBank的基因组资源；
    • 代谢组学与其他组学数据的整合，多组学深入关联
• 产品分类
  • 非靶向代谢组学：种类多
    • 普通非靶标
      • 非靶向 代谢组是通过对样品中所有离子峰的采集，最大程度反映生命体对外界刺激、病理生理变化、 以及本身基因突变而产生的体内代谢物水平的多元动态反应。非靶能够定性到几百个初级代谢物。
      • 适用客户：
        • 没有明确的研究目标，希望比较样品中代谢物的差异，缩小研究范围
        • 转录组+代谢组联合分析锁定关键通路中的基因和代谢物
        • 希望检测数量较多的物质，能够覆盖大部分种类的物质
        • 初级代谢物
        • 相对定量
    • 顶空进样非靶标
      • • 挥发性有机化合物（VOCs, Volatile organic compounds）通常是指常压下，沸点在50℃-260℃的各种有 机化合物。研究表明，VOCs与人体神经系统发育、肝脏毒性、血液系统等方面有重大关系。
      • 研究气味、芳香，挥发性化合物，比如酿酒、瓜果芳香
      • 相对定量
      • 与GC的区别：顶空进样是气体进样，GC是液体进样
    • 脂质组非靶标
      • 脂质包括脂肪酸及其天然发生的衍生物（酯或胺），以及与其生物合成、功能相关的化合物。主要分为 八大类：脂肪酸类、甘油酯类、甘油磷脂类、鞘脂类、固醇脂类、孕烯醇酮脂类、糖脂类、多聚乙烯类。
      • 专门研究脂质，希望检测样品中各种脂质的差异
      • 相对定量
    • 肠道菌群非靶标
  • 靶标代谢组学：精准
    • 针对特定的代谢物进行绝对定量，检测各个样品种某种代谢的含量。需要通过标准品建立预实验方案 以及检测方案，并利用标准品建立标准曲线实现绝对定量。
    • 适用客户：
      • 有明确的研究物质（20个以内）
      • 样品数20个以上
      • 绝对定量
  • 高通量靶标——基因芯片
    • 动物高通量靶标（重点学习）
      • 定位：针对人、鼠、家畜、水产建立的动物代谢物数据库，包含初级代谢物和部分次级代谢物，1500种+物质。
      • 适用客户：
        • 动科院、水产院、兽医院、医学研究
        • 样品数量6个以上
        • 相对定量
      • 畜禽经济性状与营养代谢（肉、蛋、奶）
      • 动物疾病诊断和预防
      • 药效评价 生物学重复：细胞 n≥3 动物样本 6-10 p 动物医学模型
    • 植物高通量靶标
    • 花青素kit
    • 氨基酸kit
    • 短链脂肪酸kit
    • 游离脂肪酸kit
    • 胆汁酸kit
• 方案设计
  • 代谢组
  • 代谢组+转录组+qRT-PCR
  • 代谢组+肠道微生物
  • 代谢组+转录组
  • 代谢组+微生物多样性
• 竞争优势
  • 色谱设备：UPLC I Class
    • 分析速度是 HPLC 的 8 倍,灵敏度是 HPLC 的 5 倍,并且同时提高分离度。
  • 质谱设备：ACQUITY UPLC I Class
    • ✔ 分离度：搭配亚2μm UPLC色谱柱，具有卓越的分离度。
    • ✔ 稳定性：UPLC作为最佳质谱接口，可以极大限度的减少基质抑制效应， 保证长久的稳定性及重现性。
    • ✔ 质量精度：独家专利LockSpray实时在线矫正技术，保证所获数据具有极 高的质量精度。
    • ✔ 动态范围：QuanTof技术可以获得超过6个数量级的动态范围。
    • ✔ 分辨率：在快速的扫描速率下，依然保持极高的分辨率，足以兼容UPLC 的分析速度。
    • ✔ 灵敏度：StepWave 技术，保证满足痕量检测的要求。
• 个人总结
  • 代谢水平的差异比转录水平差异更大，所以动物需要8个重复样本以上
  • GC、LC不是二选一，初步分析范围较广推荐联用，确定分析某个成分可以选择其中一个
  • LC检测更广泛一些
  • 梳理客户
    • 动/植物
    • 上游基因定位/下游功能验证
  • 代谢物的标准数据库目前还不完善
  • 初级代谢物：微生物通过代谢活动所产生的、自身生长和繁殖所必需的物质,如氨基酸、核苷酸、多糖、脂类、维生素等。
  • 检验的代谢物不一定是真正反映性状变化
  • 靶标代谢组需要与部门联系，确定物质能否鉴定
  • 动物高通量靶标可以鉴定1500+代谢物
  • kit代表绝对定量
  • 销售注意
    • 根据自己的市场，可以主推哪些产品
      • 普通非靶标
      • 靶标代谢组
      • 动物高通量靶标
    • 多组学方案
      • 推荐代谢组+转录组
    • 竞争优势
      • 设备先进
  • 研究热点