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绝大多数可以可靠收集的生物样本都适用于代谢组学研究。常见的样本主要有：临床和动物的血清、血浆、尿液、粪便、各类组织、体液；细胞和微生物、培养液和发酵液；植物的根、茎、叶、花等。
代谢每时每刻都在发生变化，我们需要研究的是某个或多个瞬时状态，因此样本采集一般需要保证“快速、一致、简单”的，采集后通过低温淬灭（如液氮淬灭或超低温冻存等）的方法阻止离体后的样本的代谢活动。另外，不同的检测要求也需要配合不同的收集方法，具体步骤请参照谱领生物样本收集步骤文件。

生物学重复指的是相同处理的相同类型的生物样本的数量（如相同剂量给药后2小时的小鼠采集并且相同储存条件和处理方法血清样本）。
相较于基因和蛋白，代谢物处于生命活动的下游，收到环境和遗传背景等因素影响较大，生物学重复少可能会放大组内差异对于整体差异的影响，进而影响最终结果（如准确和足够多的找出生物标志物）。因此根据不同的生物类型，需要不同的生物学重复来增加数据的可靠性和说服力。一般情况，不同类型的样本生物学重复如下：

更加准确的信息可联系谱领技术支持获取。

根据不同的检测要求，需要配合不同的样本量和样本采集方法，常规的方法和单个样本量如下：
(1)     微生物和细胞样本：细胞迅速猝灭细胞并冷冻保存；单个样本细胞数量要求10^6。
(2)     动物体液（如尿、血、组织、器官、唾液）：采样后要迅速预处理，如加入抗凝血剂、防腐剂，并立即冷冻处理（-80 ℃）；单个样本要求体积为10μL。
(3)     植物样本：采集后迅速冷冻（液氮），然后转入-80℃保存，单个样本要求质量为50mg；
(4)     血清样品： 避免反复冻融。血液收集在离心管中静置30分钟进行凝血。8000rpm离心10分钟，取上清分装到冻存管中，放置液氮中或-80度冻存；单个样本要求体积为50μL。
(5)     尿液样品：临床样本请全部取清晨第一次尿液。尿液直接分装到离心管中，8000rpm离心10分钟，取上清分装到冻存管中，放置液氮中或-80度冻存，-80度冻存；单个样本要求体积为100μL。
(6)     其他样本收集办法请咨询谱领工作人员。

对于临床的样本建议每组最低25个生物学重复，达到30例以上最佳。
因为临床样本受外界环境和遗传背景影响较大，需要很多生物学重复来消除这些外在影响。此外，在样本收集过程中，应保持收养的时间段和操作程序尽可能一致。