靶向和非靶向的区别

靶向和非靶向的区别的思维导图，内容有研究目的不同、样本预处理方式不同、定性原理不同、定量原理不同、应用不同，一起来看吧！

总体

• 研究目的不同
  • 靶向
    • 有针对性、目标性。可针对某一特定的代谢物进行检测分析，是一种有偏向性的检测手段。
    • 主要目的是验证样品中是否存在目标代谢物，同时根据生物信息分析获取目标代谢物在不同样本中的绝对含量。
    • 例：卡马西平。想知道用药是否合适，检测血浆中环氧物卡马西平含量
  • 非靶向
    • 对生物体内源性代谢物进行系统全面的分析，获取大量代谢物的数据，并对其处理，从而找出差异代谢物的研究方法，是一种无偏向的代谢组学分析。
      • 内源性：生物体新陈代谢产生的小分子化合物的集合，通常指分子质量小于1000Da的化合物，如氨基酸、多肽、糖类、有机酸、脂质、维生素、生长因子、核苷和核苷酸等，这些物质都是生物体内产生和发现的，又称内源性代谢产物，通常所说的代谢物都是指内源性代谢产物
      • 外源性：外源性代谢物是一种小分子，不在机体内产生与发现，来源于外界。 包括药物、环境污染物、毒素和食品添加剂。 外源性代谢物经人类代谢的产物被称为异种代谢产物 (例如，药物代谢的副产物)
    • 主要目的是检测出尽可能多的代谢物，最大程度上反映样品的总代谢物特征。
    • 例：氨基酸代谢
• 样本预处理方式不同
  • 靶向
    • 对代谢物提取效率及提取选择性的要求会更高
    • 针对不同类型的目标代谢物，样本预处理的方式也不同
  • 非靶向
    • 非靶向代谢组为后续检测时能检出更多的代谢物，样本前处理时，更注重普适性与无偏性、代谢物覆盖范围广等特点。
• 定性原理不同
  • 定性是对样品中不同代谢物分子结构进行鉴定。根据色谱仪中物质保留时间、质荷比（m/z）和质谱仪中的碎片离子信息鉴定代谢物。
  • 靶向
    • 在鉴定物质时，数据采集原理是基于三重四极杆质谱（QqQ-MS）的多反应监测技术（MRM）。该技术代谢物鉴定时，在色谱-质谱检测阶段，利用将目标代谢物的标准品（纯度大于98%）稀释成不同浓度梯度上机检测，获取标准品的母离子信息和碎片离子。之后将待检样本上机检测，在MRM数据采集模式下，Q1阶段筛选与标准品母离子相似的前体离子，在碰撞池中对预选前体离子进行二级碎裂，Q3阶段检测碎裂后的碎片离子信息。将前体离子和碎片离子与标准品信息比对，获取一对特定的前体离子和产物离子的组合，代表目标代谢物。因此，在母离子和子离子的双重质量筛选下，可显著降低质谱信号的噪音干扰，其鉴定的准确性、重复性、灵敏性更高。
  • 非靶向
    • 在物质鉴定时，待检样品与质控样品，同时上机检测，获取一级和二级谱图信息。根据一级质谱中母离子的质荷比（m/z）确定代谢物的分子量，通过质量数偏差（ppm）、信噪比（S/N）以及加和离子等信息进行代谢物的特征峰，预测其分子式，然后与数据库进行匹配。含有二级谱图的数据库根据实际二级谱图与数据库中每个代谢物的碎片离子、碰撞能等信息进行匹配，实现代谢物的二级鉴定。同时保留QC样本中变异系数（Cofficient of Variance, CV）小于30%的代谢物作为最终鉴定的代谢物。
      • 物质鉴定阶段，由于缺少标准品的“加持”，仅依赖数据库中代谢物的信息。因此数据库的准确性是非靶向代谢组物质鉴定时的重要考量标准。目前常用的数据库有两种类型，一种是公共数据库如：HMDB，MoNA，mzCloud等；另一种则是不同公司自主搭建的自建库。在数据采集阶段，非靶向代谢数据依赖采集模式（data-dependent acquisition, DDA）获取母离子、碎片离子信息。不同于靶向的MRM模式，在选择母离子进行碎裂和二级扫描时，是依赖母离子的信号强度进行选择，根据设定的母离子信号阈值，对满足阈值范围的母离子进行二级碎裂，物质的检测数量要高于靶向代谢组。
• 定量原理不同
  • 定量是指对样品中检测到的代谢物的含量统计。根据定量的方式不同可分为绝对定量和相对定量
  • 靶向
    • 在进行物质定量时，是对物质进行绝对定量，以获取样品中物质的绝对浓度和含量。该方法在实验阶段设置不同浓度梯度的标准品溶液，将不同浓度梯度的标准品提交到色谱-质谱仪中，根据不同浓度及相应浓度下标品的峰面积，绘制一条以浓度为横坐标，峰面积与内标（此时的内标仅用于矫正仪器误差）峰面积比值为纵坐标的标准曲线。在标准品浓度、标准品峰面积、目标物质峰面积已知的情况下，可根据公式计算出样品中目标物质的浓度和含量。但该方法受最低定量线（LOQ）和最低检测线（LOD）的限制，对样本中含量极低的代谢物检测效果不佳。
  • 非靶向
    • 在进行物质定量时，是对代谢物进行相对定量，以获取样本中代谢物的相对含量。该方法在试验阶段在样品中加入一定量的标准物质，该物质可被色谱柱所分离同时又不受试样中其它组分峰的干扰，只要测定内标物的峰面积与一级质谱中特征峰峰面积的相对响应值，即可求出代谢组在样品中的相对定量值，最后使用总峰面积对定量结果进行标准化，最后得到代谢物的定量结果。
• 应用不同
  • 靶向
    • 在实验前期已有关注的目标代谢物的情况下，靶向代谢组选择是首选
  • 非靶向
    • 无目标代谢物，想了解不同处理下或不同时间下，生物体内代谢物的变化。非靶向代谢组以能检测出更多代谢物取胜。多与其他组学关联分析，寻找生物体在不同分子层面的变化模式