什么是非靶向代谢组学？
非靶向代谢组学（Untargeted Metabolomics）是一种以全面扫描样本中尽可能多的代谢物为目标的分析策略，强调广覆盖、无偏倚、探索性的特征。它主要用于未知代谢物的发现、代谢通路筛查和疾病机制研究，在生命科学、医学、营养学和药物研发等领域具有广泛应用价值。在技术实现上，非靶向代谢组学通常依赖高分辨率质谱（HRMS）平台，如Orbitrap 或 Q-TOF 联合气相色谱（GC）或液相色谱（LC），对样本中的代谢小分子进行全面检测。
一、非靶向代谢组学的核心特征
二、非靶向代谢组学的技术流程
非靶向代谢组学通常包括以下几个关键步骤：
1、样本准备
不同样本类型（血浆、尿液、组织、细胞等）需进行特异性前处理，如蛋白沉淀、液液萃取、衍生化等，以去除干扰并保留代谢物。
2、色谱分离
根据代谢物性质选择适合的分离方式：
（1）液相色谱（LC）：适合极性代谢物，如氨基酸、有机酸、核苷酸；
（2）气相色谱（GC）：适合挥发性或可衍生化代谢物，如脂肪酸、有机酸。
3、质谱检测
采用高分辨率质谱（如Orbitrap、Q-TOF），在全扫描（Full Scan）+数据依赖采集（DDA）或数据独立采集（DIA）模式下，获取一级质谱数据（MS1）和二级碎片信息（MS/MS）。
4、数据预处理
包括：
（1）峰提取与对齐
（2）去除噪音与背景
（3）批次效应校正与归一化
（4）代谢物注释（基于m/z、保留时间、MS/MS谱图比对）
5、统计与生物信息分析
常用方法包括：
（1）PCA/PLS-DA：揭示样本间差异
（2）差异代谢物筛选（VIP值、p值、FC）
（3）代谢通路富集分析（KEGG、MetaboAnalyst等）
三、非靶向代谢组学的应用场景
1、疾病机制研究
通过比较健康组与疾病组的代谢谱差异，挖掘关键代谢通路与病理关联，有助于揭示疾病发生发展的分子机制。
2、生物标志物发现
在大样本队列中，筛选与疾病、药物反应或营养状态显著相关的代谢物，为后续靶向验证与临床检测提供线索。
3、药物作用机制与副作用评价
用于分析药物对代谢网络的整体调控效应，判断潜在靶点、毒性通路和脱靶效应。
4、营养与食品科学研究
揭示特定营养干预对代谢状态的影响，如高脂饮食、功能性食品、益生菌摄入等所引起的代谢组变化。
5、植物与微生物代谢研究
在植物代谢调控、微生物次级代谢物发现、菌群代谢功能评估等方面具有重要价值。
四、非靶向代谢组学的优势与挑战
1、优势
（1）无偏扫描：无需先验知识，适合探索未知机制
（2）信息丰富：涵盖多种代谢物类别（氨基酸、糖、脂质、有机酸等）
（3）发现能力强：可挖掘新型代谢物和潜在生物标志物
2、局限性
（1）定量不精准：大多为相对定量，受批次、仪器漂移影响较大
（2）数据复杂度高：数据处理流程长，需专业分析能力
（3）代谢物鉴定困难：仅靠m/z和保留时间难以确认结构，需MS/MS谱图或标准品辅助验证
（4）重复性一般：方法标准化程度较低，不利于大规模验证
五、非靶向代谢组学 vs 靶向代谢组学
百泰派克生物科技基于国际领先的高分辨质谱平台（Thermo Orbitrap/Q-TOF）与自动化生信流程，为科研客户提供高覆盖率、高可信度、可转化的非靶向代谢组学服务：
（1）全流程代谢物注释体系：结合MS-DIAL、GNPS、HMDB、LipidBlast等数据库
（2）专业数据分析支持：从差异分析、通路富集到多组学融合
（3）多样本适配能力：涵盖血清、尿液、脑脊液、组织、粪便等多类型样本
（4）标准化质控体系：包含QC样本、空白样本、内部标准、批次校正等流程
非靶向代谢组学不仅可以打开研究者对生物系统的“代谢之窗”，也为后续靶向研究、临床转化提供坚实基础。百泰派克生物科技致力于成为您在代谢组学领域的长期合作伙伴，用高质量数据赋能每一次科研发现。
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