近日，中国科学院大连化学物理研究所许国旺研究员团队在国际权威杂《Nature protocols》上发表了题为“Development of a plasma pseudotargeted metabolomics method based on ultra-high-performance liquid chromatography–mass spectrometry”的实验手册。      

2012年，许国旺研究员团队提出拟靶向代谢组学的概念，在此后的几年中不断对该方法进行进一步提升和总结，形成了拟靶向代谢组学的方法范本，为代谢组的检测提供指导。

1、代谢组学

代谢组学是系统生物学的一部分，是继基因组学和蛋白组学后兴起的一门学科。

代谢组学分析的目的是对生物样品中的代谢物进行定性和定量的综合表征。由于生物样品(血清、血浆、尿液、组织等)的复杂性，要完全表征样品中的所有代谢物是非常困难的。

2、代谢组学研究方法

液相色谱-串联质谱(LC-MS)技术无需衍生化就可以分析热不稳定的代谢物，是代谢组学分析最常用的平台。

非靶向代谢组学

非靶向代谢组学技术通常能够无偏向性、高覆盖地提供尽可能多的小分子代谢产物的信息。一般来说，非靶向代谢组学实验具有高度复杂性和有限重复性，并且线性范围受到限制（用于检测和定量）。

靶向代谢组学

靶向代谢组学可以对确定的目标代谢物进行绝对定量，具有高灵敏度、高特异性和良好的定量能力。因此靶向代谢组学被用于确定和验证研究者感兴趣的一些化合物。

拟靶向代谢组学

许国旺研究员团队将非靶向和靶向代谢组学的优势进行组合，建立了一种灵敏度更高、特异性和定量能力更强的方法——拟靶向代谢组学。通过HRMS的非靶向代谢谱获得了丰富的代谢物信息，从而保证了代谢组的高覆盖率，利用定量离子对选择算法，通过动态MRM进行检测，确保了数据的质量。

3、拟靶向代谢组学方法

设计构建拟靶向代谢组学方法需要考虑多方面因素，从数千个候选离子中选择用于监测的离子对的过程仍然较为复杂。

因此许国旺研究员团队基于以往的研究基础，设计开发了能够自动定义离子对的“多反应监测-离子对查找器（MRM-Ion Pair Finder）”，使离子对定义的过程更加简单、快速。该团队以血清/血浆作为研究对象，进一步优化了拟靶向代谢组学检测方法建立流程（见下图），升级并提供了开放式软件和工具，形成了方法范本，为领域内同行更好地利用拟靶向代谢组学检测方法提供理论和操作指南。

参考文献：
Zheng, F., Zhao, X., Zeng, Z. et al. Development of a plasma pseudotargeted metabolomics method based on ultra-high-performance liquid chromatography–mass spectrometry. Nat Protoc (2020).