在系统生物学研究快速发展的背景下，非靶向代谢组学已成为解析生命体系动态变化的重要工具。与靶向分析不同，非靶向代谢组学旨在全面捕获样本中的代谢物信息，从而实现生物标志物发现、代谢通路解析以及疾病机制研究。然而，由于代谢物种类复杂、理化性质差异大，实验流程中的每一个环节，尤其是样品采集、处理及质量控制，都直接影响最终数据的可靠性与可重复性。

一、非靶向代谢组学的技术挑战与关键控制点

非靶向代谢组学的核心技术主要依赖于高分辨率质谱（HRMS），如Orbitrap或Q-TOF系统。这类技术能够在单次实验中检测数千种代谢物，但同时也带来了如下挑战：

• 动态范围广：代谢物浓度跨度可达数个数量级
• 稳定性差异大：部分代谢物（如ATP、NADH）极易降解
• 基质效应显著：复杂样本（如血浆、组织）可能影响离子化效率

因此，从样品采集到数据分析，每一步都需要严格标准化，尤其是前处理流程。

二、样品采集

1、统一采样时间与条件

代谢物水平极易受到环境因素影响，例如昼夜节律、饮食状态、应激反应等。因此，在实验设计中应尽量：

• 固定采样时间（如晨起空腹）
• 保持一致的实验条件（温度、光照等）
• 对实验动物进行统一饲养管理

2、快速终止代谢反应

代谢反应在细胞或组织离体后仍会持续，因此需要迅速“淬灭”（quenching）代谢活动：

• 组织样本：液氮快速冷冻
• 细胞样本：使用预冷甲醇或PBS快速洗涤并冷冻

延迟处理将导致代谢谱发生显著偏移，这是非靶向分析中常见的误差来源之一。

3、不同样本类型的注意事项

三、样品处理

1、代谢物提取策略

非靶向代谢组学通常采用广谱提取方法，以尽可能覆盖极性和非极性代谢物：

• 极性代谢物：甲醇/水体系（如80%甲醇）
• 脂质类代谢物：MTBE或氯仿/甲醇体系
• 双相提取：同时获得极性和脂质组分

提取溶剂需预冷（-20°C或更低），以提高代谢物稳定性。

2、蛋白沉淀与离心

蛋白质会干扰质谱分析，因此需通过有机溶剂沉淀去除：

• 加入3-4倍体积冷甲醇或乙腈
• 4°C离心（通常≥12,000 g，10-15分钟）
• 收集上清液用于后续分析

3、干燥与复溶

为提高检测灵敏度，样品通常需进行浓缩处理：

• 真空离心干燥（SpeedVac）
• 使用适合LC-MS的溶剂复溶（如水/甲醇）

复溶溶剂需与色谱条件匹配，以避免峰形异常。

四、质量控制

在非靶向代谢组学中，质量控制不仅是实验规范，更是数据可信度的保障。

1、QC样本的设计与应用

QC样本（Quality Control Sample）通常由所有样本等比例混合而成，用于评估仪器稳定性：

• 每隔5-10个样本插入一个QC
• 用于监测信号漂移与系统误差
• 可用于后续数据校正（如LOESS归一化）

添加稳定同位素标记的内标物可用于校正样品处理过程中的损失，评估仪器响应一致性，提高定量准确性。建议选择覆盖不同极性和保留时间范围的内标组合。

3、随机化与批次控制

• 样本进样顺序应随机化
• 大规模样本需分批处理，并设置批间QC
• 避免系统性偏差

4、数据质量评估指标

常用评价方法包括：

• RSD（相对标准偏差）：QC样本中代谢物RSD应<30%
• PCA分析：QC样本应聚集紧密
• 峰数与覆盖度：反映检测能力

非靶向代谢组学的成功不仅依赖于先进的质谱平台，更取决于严谨的样品前处理与质量控制体系。从样品采集的标准化，到提取流程的优化，再到QC体系的建立，每一步都直接影响最终的数据质量。百泰派克生物科技依托先进的高分辨率质谱平台（如Orbitrap系列）与成熟的样品处理体系，提供覆盖样品制备、数据采集到生物信息学分析的一站式解决方案。

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!

>>点击了解更多优质服务项目