田鹤 税光厚

（中国科学院遗传与发育生物学研究所，北京 100101）

代谢组学作为生物样本中小分子代谢物定性、定量研究的有力工具，已经成为注释基因功能、揭示细胞受外源性刺激后产生的各种内源性生理、生化反应的主要手段，并广泛用于各个研究领域，包括生命科学、疾病诊断、药物研发、营养学、毒理学、环境学及植物学等领域［1-7］。

自从Nicholson等［8］在1999年首次提出代谢组学概念以来，代谢组检测技术得到了快速发展。代谢组学研究主要依赖核磁共振（Nuclear magnetic resonance，NMR）和质谱技术（Mass spectrometry，MS）［9］。表1对NMR与MS技术特点做了总结。其中，NMR技术具有强大的结构解析能力和无偏向检测的优点［10］。对于跨越时间长、不同批次大量样本分析，NMR具有非常稳定的检测灵敏度。由于NMR技术无需破坏样品和非接触式检测，避免了样品残留在仪器系统中而导致的灵敏度和稳定性下降，从而有效保证定量的重复性和准确性。然而该技术对于复杂体系的生物样本检测，只能获取有限个代谢物的定性、定量数据，通常分析的代谢物数目不超过100个［11-12］。在采集代谢组数据时，NMR技术通过代谢物化学位移和裂分的特征信号来实现定性与定量，但是生物样本成分复杂，不同组分高低浓度可跨越8个数量级，众多代谢物信号叠加，使得该技术的特异性降低；同时，对于低含量成分的检测灵敏度远低于质谱技术，这些因素限制了其在生物样本中获取信息量的能力。与NMR技术相比，MS具有灵敏度高、选择性好、特异性强的优点，对于生物样本，在一次检测分析中，可以同时覆盖成千上万个分子的定性、定量信息。……