靶向代谢组学的检测偏向性不容忽视，目前常规液质非靶向代谢组使用的是反相色谱分离体系（C18或T3色谱柱）。这种类型的色谱分离主要分离疏水和中度疏水性物质，但是对亲水性物质则无色谱保留能力，因而覆盖不到亲水性物质，导致大部分代谢组学研究显著偏向疏水性物质（往往富集到脂代谢异常），失去了非靶向代谢组学的无偏向性这一最基本特性。然而，亲水性代谢物往往在代谢中扮演极其重要的角色，例如极其重要的中心碳代谢、核苷酸代谢和氨基酸代谢相关途径几乎都由亲水性代谢物组成，这是目前常规代谢组学平台的的短板。如果您对亲水性代谢组包括中心碳代谢（糖代谢）、核苷酸、氨基酸等感兴趣，请选择谱领特色的非靶向代谢组学（HILIC版）。
代谢物理化性质的高度多样性（涵盖极性、稳定性、分子量等多维度差异），本质上决定了没有任何一种单一方法能够全面覆盖整个代谢组。反相液相色谱（RPLC）因其出色的稳定性和易用性，成为使用最为广泛的色谱分离技术，也是非靶向代谢组学的常用色谱分离模式。然而，RPLC因其主要对非极性或中等极性的化合物如脂质、脂肪酸、酰基肉碱、芳香氨基酸、肽和蛋白质具有色谱保留，而极性化合物在非常短的色谱死体积时间内进入质谱，造成大量化合物因基质效应、离子源内裂解而无法被有效检测，导致代谢组学结果具有严重的偏向性。最典型的现象就是常规RPLC非靶向代谢组学富集到的代谢通路通常是脂代谢，与这些具有重要生物学意义的亲水性代谢物未被检测到具有重要关系。生物学上具有重要意义的亲水性代谢物，如中心碳代谢或糖代谢（包括糖酵解、戊糖磷酸途径、三羧酸循环、卡尔文循环等）、氨基酸和核苷酸等物质，在常规的RPLC非靶向代谢组学结果中往往出现技术性消失。然而，这些技术性消失的亲水性代谢物如乳酸（Lactic acid）、葡萄糖-6-磷酸（Glucose 6-phosphate）、2-羟基戊二酸（2-Hydroxyglutaric acid）、谷氨酰胺（Glutamine）、三羧酸循环代谢物、氨基酸和核苷酸等在肿瘤代谢中具有决定性的意义。而亲水作用色谱（Hydrophilic Interaction Liquid Chromatography, HILIC）恰好覆盖了亲水性代谢物的色谱分离，按极性递增的顺序洗脱，从而能够鉴定出糖酵解、三羧酸循环、戊糖磷酸途径、核苷酸、氨基酸、酰基肉碱、多胺、肽、NAD、NADP以及脂肪酸和磷脂等物质。
同样，从下图可清晰观察到两种非靶向代谢组学平台在通路富集上的差异偏好：RPLC代谢组学富集分析，其显著富集的通路主要集中在脂质代谢领域，如花生四烯酸代谢、α-亚麻酸 / 亚油酸代谢、甘油磷脂代谢等，表现出高度显著性，是该平台的核心富集方向；由于RPLC色谱主要分离疏水性代谢物如脂质，总体上也就决定了为什么RPLC非靶向代谢组学（当前常规代谢组学技术）富集到的主要代谢通路是脂代谢。而HILIC非靶向代谢组学不仅富集到脂代谢，而亲水性代谢物相关代谢通路则得到突出性富集，如糖酵解、糖异生、Warburg瓦博格效应、精氨酸和脯氨酸代谢等，体现出HILIC平台的独特优势。
HILIC非靶向代谢组学技术与RPLC代谢组学技术是两种互补的代谢组学技术，其作用甚至比常规RPLC代谢组学技术更加重要。HILIC非靶向代谢组学技术弥补了常规RPLC非靶向代谢组学技术的不足，显著促进了非靶向代谢组学技术的代谢物覆盖面，使得代谢组学的无偏向性更加具体和真实。制约HILIC非靶向代谢组学技术应用的主要原因在于HILIC色谱的作用机理复杂，稳定性不足，成本高。谱领生物始终专注于代谢组学技术研发，建立了成熟的HILIC色谱技术系统解决方案。不仅对常规的亲水性代谢物分离检测驾轻就熟，而且对具有高度挑战性的糖酵解、戊糖磷酸途径以及核苷酸等含磷酸代谢物的检测更加得心应手。
]服务流程
]服务优势
质量保障：使用保留时间或保留指数、MS1 和MS2 信息进行物质鉴定，并辅助人工复核和解谱，定性精准。
高稳定性：经验丰富，单批次300 例以上样本项目确保数据质量始终如一，多批次样本完美整合。
定量更准：使用多达数十种同位素内标进行准确校正，告别粗糙数据，无需再进行靶向定量验证。
高准确性：自建6500+ 内源性代谢物标品数据库+ 商业数据库+ 公共数据库，多达数十万种代谢物数据库。
]样本量要求
原则上单个样本样本量越多越好，未使用样本谱领免费代为保存一年，可随时返还。
其他未列出样本具体样本量请联系工作人员获取。
]生物学重复
相较于其他组学，代谢组学更加灵敏，受遗传背景、环境或操作条件的影响也更大。因此，为保证实验结果的可靠性，生物学样本的重复数通常多于基因组和蛋白质组项目。
我们建议：
临床样本，建议每组不少于30例重复（配对样本不少于每组15例）；
动物样本，建议每组不少于7例重复；
细胞、微生物样本，建议每组不少于5例重复；
其他如植物样本，建议每组不少于5例重复。
]仪器平台
平台一：超高效液相色谱-高分辨质谱联用仪（UHPLC-HRMS）Q Exactive ™ HF-X Orbitrap MS (Thermo Scientific)
平台二：气相色谱-质谱联用仪（GC-MS）7890A/5975C (Agilent)
平台三：气相色谱-飞行时间质谱联用仪（GC-Tof/MS）7890A/Pegasus HT (LECO)
该环节的目的是将仪器信号转化为生物学信息，它是代谢组学数据分析的核心之一。谱领生物在深刻理解色谱和质谱理论的 基础上，自行设计并利用已有软件，分别建立了针对 GC-MS、UHPLC-Orbitrap MS 和 UHPLC-QTOF/MS 平台的准确、高效的质谱 数据预处理系统。
T- 检验，U- 检验，火山图分析，S-plot 分析等。
]（全谱 / 差异性）代谢物的结构鉴定和含量分析
结合谱领卓越的数据分析系统，包含标准品数据库在内的上万种代谢物信息的代谢数据库，确保样本中的代谢物的结构鉴 定更加快速和准确。同时结合统计分析结果，对其含量等关键要素的变化情况提供详细信息
对差异性代谢物之间的定量相关性进 行分析有助于解释各代谢物或代谢途径之间 的关联性。谱领生物开展的皮尔逊相关性 （Pearson Correlation) 分析直观展示了差异 性代谢物之间的相互关系。
通过对差异性代谢物的定量信息进行热图分析，有助于直观 展示代谢物在不同组样本中表达量之间的关系（升高或降低）。 样本先按照彼此之间组成的相似度进行聚类，根据聚类结果横向 依次排列。同理，（差异）代谢物也按照彼此在不同样本中分布 的相似度进行聚类，根据聚类结果纵向依次排列。
每个椭圆代表一个（组）样本，椭圆间的重叠区域表明样本（组）间的共有（差异）代谢物，每个区块的数字表明该区块所 包含的样本（组）的共有或独有（差异）代谢物数量。 可以通过箱线图进行展示不同分组的含量差异情况，根据中位值、上下四分位值和最大最小值，可以呈现每组数据的具体分 布特征，识别数据异常值。结合统计检验结果，有助于更全面地描述组内和组间的代谢物种类、含量差异大小。
通过对差异性代谢物进行代谢通路分析，有助于我们从分子生物学角度全面理解复杂的生理和病理现象，阐释其背后的代谢机制。
]文献案例
1. 细胞HILIC非靶代谢组学
标题：Dysregulated Gln-Glu-α-ketoglutarate axis impairs maternal decidualization and increases the risk of recurrent spontaneous miscarriage
客户单位：上海市第一妇婴保健院
期刊：Cell Reports Medicine
发表日期：2023.5.16
项目：子宫内膜基质细胞HILIC非靶向代谢组学
为证明子宫内膜基质细胞蜕膜化缺陷是复发性自然流产（RSM）的潜在诱因，作者针对配对的子宫内膜基质细胞（ESC）与分化的子宫内膜基质细胞（DESC）样本进行HILIC非靶向代谢组学分析，共检测到108种差异代谢物。KEGG和GO通路分析显示，主要富集于L-谷氨酰胺和L-谷氨酸代谢、谷胱甘肽代谢、丙氨酸、天冬氨酸和谷氨酸代谢、氨酰-tRNA 生物合成等，DESC中谷氨酸（Glu）水平较ESC显著降低，后续通过核磁共振（NMR）验证了体外蜕膜化后Glu水平下降、Gln水平稳定的结果；进一步检测发现，DESC 中谷氨酰胺分解代谢相关酶（GLS1、GLUD1、GOT2、GPT2、SDHB）均上调，提示该代谢通路被激活，与非靶向代谢组学发现一致。
2. 肝脏组织HILIC非靶代谢组学
标题：Essentiality of SLC7A11-mediated nonessential amino acids in MASLD
客户单位：浙江大学医学院转化医学研究所第一附属医院
期刊：Science Bulletin
发表日期：2024.9.19
项目：肝脏HILIC非靶向代谢组学
为探究非必需氨基酸（NEAA）转运蛋白SLC7A11在代谢功能障碍相关脂肪肝病（MASLD）中的关键作用，作者对蛋氨酸-胆碱缺乏饮食（MCD）的Slc7a11-LTG小鼠及对照小鼠的肝组织进行HILIC非靶代谢组学分析，发现非靶向代谢组学在半胱氨酸、甲硫氨酸、丙氨酸、天冬氨酸和谷氨酸相关通路显著富集。后续通过靶向代谢组学检测发现，Slc7a11-LTG-LPKO小鼠及MCD喂养的Slc7a11-LTG小鼠中，精氨酸、丝氨酸、苏氨酸等氨基酸水平显著降低，另外细胞实验证实丝氨酸可抑制脂肪酸诱导的脂质积累，利用15N-谷氨酰胺同位素标记实验结果表明，细胞质中谷氨酸水平下降可能是丝氨酸水平降低的标记。相关结果均基于非靶向代谢组学的核心发现展开验证。
3. 小鼠视网模HILIC非靶代谢组学
标题：Integrated Metabolomics and Transcriptomics Reveal Metabolic Patterns in Retinaof STZ-Induced Diabetic Retinopathy Mouse Model
客户单位：上海市第一人民医院
期刊：Metabolites
发表日期：2022.12.09
项目：小鼠视网模HILIC+GC-MS非靶向代谢组学
为探究糖尿病视网膜病变的潜在干预靶点，作者通对糖尿病小鼠视网膜的转录组-代谢组进行整合分析，采用UHPLC-MS/MS和GC-MS技术对糖尿病小鼠视网膜进行代谢组学分析，发现对照在小鼠视网膜中共鉴定出417种代谢物，结果显示，葡萄糖、果糖-6-磷酸、果糖-1,6-二磷酸、乳酸、异亮氨酸、亮氨酸和鸟氨酸等68种代谢物显著升高，而脯氨酸、色氨酸等77种代谢物则显著降低，瓦博格效应（Warburg Effect）通路，缬氨酸、亮氨酸和异亮氨酸降解通路及三羧酸循环通路等被显著富集。将非靶代谢组学的结果与小鼠视网膜转录组的结果联合分析，糖尿病视网膜病变代谢组学中富集的50条代谢通路，其中16条代谢通路存在71个代谢酶相关基因的转录水平差异表达。更值得注意的是，视黄醇代谢和色氨酸代谢在差异代谢物集富集分析和差异基因富集分析中同时识别。总体而言，这些结果表明糖尿病小鼠视网膜中与代谢相关的基因在转录水平上发生了改变。
