Metabolomik" terimi birçok şeyi kapsayabilir. Örneğin, bir metabolomik deney, NMR ve kütle spektrometresi ile birleştirilmiş hem gaz hem de / veya sıvı kromatografisi gibi çeşitli analitik platformlar kullanılarak gerçekleştirilebilir. Ayrıca, metabolomik deneyler hedefli veya hedefsiz bir şekilde veya her ikisinin bir kombinasyonu olarak gerçekleştirilebilir. Hedefli bir metabolomik deney, eldeki biyolojik soru için önemli olan bir molekül panelinin yönlendirilmiş analizini içerecektir (örneğin, TCA döngüsüne dahil olan küçük moleküller, bu yolun doğru bir şekilde ölçülmesine izin verecektir). Bu durumda, biyolojik hipotez, analizde hedeflenecek metabolitlerin seçimini belirler ve analitik adımlar bu moleküllerin tespiti için optimize edilir. Alternatif olarak, hedeflenmemiş bir metabolomik deney hipotez üretmektedir. Bu durumda, deney mümkün olduğu kadar çok metabolitin tespit edilmesini sağlamak için geniş ve tarafsız bir şekilde gerçekleştirilir. Hedeflenmemiş bir deneyden elde edilen sonuçlar, araştırmanın bir sonraki adımını yönlendirecektir (çoğu durumda hedefli bir metabolomik iş akışını içerebilir). İki yaklaşımı birleştirmek de mümkündür, bu durumda bir deney hedeflenmemiş bir şekilde gerçekleştirilirken, aynı anda veriler içinde bilinen moleküllerden oluşan bir panel izlenir.
Burada sunulan eğitim, özellikle serumun hedeflenmemiş metabolit profillemesine odaklanmıştır. Yukarıda açıklandığı gibi, hedefsiz yaklaşım, tespit edilebilir metabolitlerin tarafsız bir görünümünü sağlar, büyük miktarda bilgi üretebilir ve nihayetinde yeni keşiflere izin verebilir. Özellikle kütle spektrometresi (UPLC-MS) ile birleştirilmiş ultra performanslı sıvı kromatografisini kullanan bu yaklaşımın kullanımı yaygınlaşmaktadır 1, 2, 3 ve aşağıdaki adımları içermektedir: (1) deneysel tasarım (2) numune toplama (3) numune hazırlama (4) UPLC-MS ile veri toplama (5) veri ön işleme (tepe algılama, entegrasyon, hizalama ve normalleştirme) (6) istatistiksel veri analizi (hem tek hem de çok değişkenli) (7) metabolit tanımlama ve (8) biyolojik Yorumu.
Şu anda, UPLC-MS tabanlı hedeflenmemiş metabolit profili oluşturma ve sonraki veri ön işleme adımları için belirlenmiş standart yöntemler yoktur. Bu standardizasyon eksikliği, kısmen metabolit profillemesinin birincil analitik zorluklarından birinden kaynaklanmaktadır; Metabolomun kimyasal çeşitliliği. Bu çeşitlilik nedeniyle, tek bir ekstraksiyon yönteminin veya kütle spektrometresi elde etme yönteminin tek bir analizde tüm metabolitlerin kapsamlı bir şekilde kapsanmasını sağlamak imkansızdır. Kavram olarak, metabolit kapsamı, çeşitli kromatografik koşullar (örneğin ters faz, HILIC, vb.) ve çeşitli iyonizasyon modları (örneğin pozitif iyon, negatif iyon, kimyasal iyonizasyon, vb.) ile birleştirilmiş çoklu ekstraksiyonlar (örn. sulu, metanol, kloroform: metanol, vb.) kullanılarak maksimize edilebilir.). Bununla birlikte, çoğu zaman, araştırmacılar belirli bir kimyasal sınıf için önceden belirlenmiş bir önyargıya sahip değildir ve bu nedenle, özellikle büyük ölçekli deneyler için çoklu ekstraksiyon ve cihaz edinimi gerçekleştirme masrafı garanti edilmez. Bu nedenle, burada sunulan video eğitimi, UPLC-MS ile serumun büyük ölçekli hedeflenmemiş metabolit profillemesi için genel bir prosedür sağlamak üzere tasarlanmıştır. Yeni ve yerleşik laboratuvarların bu tür deneyleri gerçekleştirmelerini ve çeşitli numune türleri, belirli kimyasal sınıflar veya hedefli analizler için yaklaşımı genişletebilecekleri yapı taşlarını sağlayacaktır. Spesifik olarak, bu protokol şu adımları içerecektir: serum numunesi hazırlama, büyük ölçekli çalışmalar için numune organizasyonu, UPLC-MS veri toplama, kalite kontrol (QC) prosedürleri ve metabolit tanımlama. Veri ön işleme ve istatistiksel analiz için stratejiler de sunulmaktadır.
Protokol, bu eğitimin kapsamı dışında olduğu için deneysel tasarım, örnek toplama veya biyolojik veri yorumlama adımlarına odaklanmayacaktır. Bununla birlikte, literatürde bu konular için birçok kaynak bulunmaktadır ve yazarlar metabolomiklere yeni başlayan araştırmacıları bunları derinlemesine araştırmaya teşvik etmektedir 4, 5, 6, 7, 8, 9. Özellikle, deneysel tasarım son derece önemlidir ve hedeflenmemiş bir metabolomik deneyin başarısı için kritik öneme sahiptir. Uygulanabilir bir çalışma sağlamak ve verilerin uygun biyolojik yorumlamasını kolaylaştırmak için uygun biyolojik replikasyon ve numune toplama prosedüründe tutarlılık gibi faktörler (örn. tezgahta geçirilen süre, saklama sıcaklığı, saklama süresi, donma-çözülme vb.) dikkate alınmalıdır.