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一般,代谢组学方法可分为靶向代谢组学(targeted metabolomics)和非靶向代谢组学(non-targeted metabolomics).靶向代谢组学主要针对已知代谢物进行选择性分析,可提高检测灵敏度和准确度,通常获得定量或半定量数据,可为临床诊断提供量化指标；非靶向代谢组学是对生物体内所有内源性代谢物进行全面、无偏向、高通量分析,有利于从复杂体系中寻找新的潜在生物标志物.将靶向与非靶向分析方法相结合可同时获得关联性强且可靠的定性和定量数据.因此,我们将两种方法相结合,对同一批样本同时进行靶向和非靶向数据采集与分析,最大程度地获取全面、系统的代谢组学信息.首先,针对本课题组前期研究发现以及文献报导与重大疾病(肺癌、大肠癌、糖尿病等)诊断密切相关的关键核心代谢物,采用二维高效液相色谱-质谱联用技术(LC×LC-MS/MS),开展了同步靶向与非靶向定量代谢组学分析方法研究.为了提高方法的专属性和准确性,采用全扫描与子离子扫描相结合的方式,同时获得高分辨全扫描和二级质谱数据.考虑到不同子离子扫描模式的特点及其可能对全扫描的速度和稳定性产生影响,分别采用AIF(All Ion Fragmentation)和PRM(Parallel Reaction Monitoring)两种扫描方式,对选择的83个核心代谢物进行了方法学考察,从代谢物定性分析的准确度、定量分析的方法学考察结果(包括定量限、线性、线性范围、精密度等)以及非靶向数据分析结果等三个方面进行了质谱扫描模式的优化与评价.从定性分析的准确度来看,全扫描与PRM相结合的扫描方式(FWPBQ),可以对所有83个核心代谢物进行准确指认,且可获得完整的MS/MS谱；而采用全扫描与AIF结合的扫描方式(FWABQ)时,无法获得其中6个代谢物的子离子验证结果,且仅一半代谢物可获得完整的子离子信息.另从定量分析结果来看,除了2个线性较差(r2<0.98)、5个血浆中含量低于最低定量限的代谢物外,剩余大部分代谢物在人血浆浓度范围内线性良好(r2≥0.99),由于FWABQ的扫描速度快,对于保留时间较为集中的个别代谢物能获取更好的线性、更低的定量限和更宽的线性范围,但对于保留时间较为分散的代谢物,FWPBQ方法更具优势；精密度考察的结果表明二者差别不大,大部分代谢物日内、日间(三天)精密度均符合生物样品定量分析要求.另外,采用这两种检测方法对血浆QC样本的全扫描数据进行非靶向分析,其PCA结果中两组数据无明显分组,表明不同子离子扫描模式对非靶向数据的采集无明显影响.本研究结果表明,两种子离子扫描方式各具优势与不足,其中AIF方式的扫描速度快、频率恒定,在定量分析方面具有较大优势；但全碎裂的子离子扫描方式不利于完整子离子信息的获取,从而影响代谢物的指认.而PRM方式在同一保留时间进行多个子离子扫描,其扫描频率取决于代谢物保留时间的分布,当同一保留时间代谢物过多时会严重影响定量分析的灵敏度.因此,针对复杂生物样本的定量代谢组分析,FWABQ扫描方式更具优势；而FWPBQ需要结合更佳的色谱分离系统实现代谢组的定量分析.