廣泛代謝組實驗的核心目標是全面捕獲生物樣本中的代謝物信息,而樣本前處理作為實驗的關(guān)鍵環(huán)節(jié),直接決定代謝物提取效率、檢測準確性及實驗重復(fù)性。科學(xué)規(guī)范的前處理流程可最大限度減少干擾、保留代謝物多樣性,為后續(xù)色譜-質(zhì)譜檢測奠定基礎(chǔ),現(xiàn)結(jié)合各類常見樣本特性,制定統(tǒng)一標準操作流程。
樣本準備是前處理的前提,核心在于避免污染與代謝物降解。采集樣本時需遵循快速、低溫原則,所有操作盡量在冰上進行,避免樣本長時間暴露于室溫。不同類型樣本需針對性處理:細胞樣本需用預(yù)冷PBS清洗2-3次去除培養(yǎng)基殘留,離心收集后液氮速凍;組織樣本需快速去除血液、雜質(zhì),按250mg/管分裝后液氮冷凍;體液樣本中,血清需室溫靜置凝固后離心,尿液需離心去除沉淀,唾液需禁食1小時后采集并過濾除菌。所有樣本需做好清晰標記,分裝后置于-80℃保存,嚴禁反復(fù)凍融。
樣本破碎與勻漿旨在打破生物壁壘,釋放胞內(nèi)代謝物。冷凍樣本需在低溫環(huán)境下解凍,避免代謝物變性。組織樣本采用液氮研磨或組織勻漿法,加入預(yù)冷提取溶劑后充分研磨至勻漿狀態(tài);細胞樣本可直接加入提取溶劑,渦旋震蕩使細胞裂解。破碎過程中需全程低溫,所用器械需經(jīng)滅菌處理,避免交叉污染,同時避免使用含染料的耗材及保鮮膜,防止PEG等雜質(zhì)干擾檢測。
代謝物提取是核心步驟,需根據(jù)代謝物極性選擇合適溶劑體系。常用提取溶劑包括甲醇、乙腈等,極性代謝物可選用甲醇-水混合體系,脂類代謝物可選用氯仿-甲醇體系,溶劑與樣本體積比控制在3:1至10:1之間。提取時加入內(nèi)標物以校正提取效率,渦旋震蕩1-10分鐘后,4℃下12000-15000g離心10-20分鐘,收集上清液,沉淀可重復(fù)提取一次以提高回收率,合并兩次上清液備用。
凈化與濃縮用于去除雜質(zhì),提高檢測靈敏度。上清液可通過0.22μm濾膜過濾,去除蛋白質(zhì)、細胞碎片等大分子雜質(zhì);若樣本雜質(zhì)較多,可采用固相萃取法進一步凈化。凈化后的樣本采用氮吹或真空濃縮法濃縮,避免高溫導(dǎo)致代謝物降解,濃縮至合適體積后,用提取溶劑定容,渦旋混勻后再次離心,確保樣本澄清。
樣本保存與質(zhì)控是實驗可靠性的保障。處理后的樣本需分裝至無菌離心管,做好標記后置于-80℃保存,待檢測時快速解凍并立即上機。同時,需制備質(zhì)控樣本,混合所有樣本等量上清液,按相同流程處理,用于監(jiān)控前處理及檢測全過程的穩(wěn)定性。整個操作過程需嚴格遵循無菌原則,所用試劑均為色譜級,溶液現(xiàn)配現(xiàn)用,確保實驗重復(fù)性與結(jié)果準確性。