代謝組學(xué)(metabonomics/metabolomics)是效仿基因組學(xué)和蛋白質(zhì)組學(xué)的研究思想，對生物體內(nèi)所有代謝物進(jìn)行定量分析，并尋找代謝物與生理病理變化的相對關(guān)系的研究方式，是系統(tǒng)生物學(xué)的組成部分。其研究對象大都是相對分子質(zhì)量1000以內(nèi)的小分子物質(zhì)。
在代謝組學(xué)研究中，目前最常用的分析手段是核磁共振技術(shù)(Nuclear Magnetic Resonance, NMR)和質(zhì)譜技術(shù)(Mass Spectrometry, MS)。
核磁共振技術(shù)NMR應(yīng)用于代謝組學(xué)的研究主要有以下優(yōu)點(diǎn)：
(1)生物樣品只需要簡單的預(yù)處理;
(2)無損傷性，不破壞樣品的結(jié)構(gòu)和性質(zhì);
(3)可在接近生理條件下進(jìn)行實(shí)驗。
NMR技術(shù)在代謝組學(xué)存在較大的瓶頸即靈敏度較差，因此，鑒定到的代謝物數(shù)目很有限。
質(zhì)譜技術(shù)具有高選擇性和高靈敏度，能夠同時檢測多種代謝物，應(yīng)用范圍廣;且通過質(zhì)譜技術(shù)采集到的MS/MS譜圖能夠提供代謝物的結(jié)構(gòu)信息，有利于代謝物的結(jié)構(gòu)鑒定。
同時質(zhì)譜技術(shù)可方便地與分離技術(shù)(如毛細(xì)管電泳(Capillary Electrochrophoresis，CE)、氣相色譜(Gas Chromatography，GC)和液相色譜(Liquid Chromatophray, LC))相結(jié)合，進(jìn)一步提高分析復(fù)雜樣品代謝組的能力。
毛細(xì)管電泳分離分辨率較高，耗費(fèi)的溶劑少，且成本較低，當(dāng)其跟高靈敏度的質(zhì)譜檢測器聯(lián)用時，可以得到較低的檢測限。生物機(jī)體內(nèi)含有眾多極性小分子代謝產(chǎn)物，因此，CE-MS適用于代謝物，尤其是極性代謝物的分離分析中。
GC-MS具有標(biāo)準(zhǔn)的MS/MS譜圖庫，這極大地方便了代謝物的定性分析。目前國際上常用的包含GC-MS數(shù)據(jù)的二級譜圖庫有NIST庫和Wiley庫等，因此，GC-MS的高靈敏度以及EI譜庫的完備性使其成為代謝組學(xué)研究中被廣泛應(yīng)用的較為成熟的分析方法。
GC-MS技術(shù)主要用于分析對熱穩(wěn)定的小分子代謝物，一般用于測定包括氨基酸、脂肪酸、有機(jī)酸、糖、糖胺、糖醛酸等代謝物。但這些代謝物的極性強(qiáng)，揮發(fā)性弱，往往不能直接進(jìn)樣分析，因此需要繁瑣的衍生化步驟，將其轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的揮發(fā)性衍生物后才能適用氣相色譜的檢測。
LC-MS具有很高的靈敏度和寬動態(tài)范圍，且分析速度快。LC-MS技術(shù)無需對樣品進(jìn)行衍生化處理。LC-MS缺點(diǎn)也很明顯，即定性依賴數(shù)據(jù)庫和標(biāo)品，公共數(shù)據(jù)庫兼容度不高，受限于本地數(shù)據(jù)庫。
