概述

NMR 代谢组学采用核磁共振波谱技术来识别和定量复杂生物混合物中的代谢物。NMR 检测具有自旋的原子核（主要是 1H 和 13C），产生谱图，其中每个代谢物生成化学位移和耦合常数的特征模式。NMR 在代谢组学中的关键优势在于其固有的定量性质——信号强度与浓度直接成比例——其在实验室和仪器间卓越的可重复性，以及其非破坏性、无偏倚的检测，无需预先衍生化或分离。

方法

1H NMR 是 NMR 代谢组学的主力，提供样品中所有含氢代谢物的全局视图，典型检测限在低微摩尔范围。谱预处理包括相位校正、基线校正、化学位移参考和水信号抑制。分箱或分段将谱图划分为小的化学位移窗口，以降低维度并解释微小的位移变化。靶向分析将库中的纯化合物谱图拟合到实验谱图，实现对已知代谢物的鉴定和定量。二维 NMR 方法如 HSQC 和 TOCSY 通过添加第二个谱维度解析重叠信号，有助于未知物的鉴定。

应用

NMR 代谢组学广泛应用于临床诊断，特别是尿液和血浆中先天性代谢缺陷的筛查。它用于毒理学中识别药物引起的器官损伤的代谢特征，食品科学中的真实性测试，以及植物生物学中的化学分类学。该方法借鉴了 NMR 波谱原理，补充了基于质谱的方法，并提供了丰富代谢通路分析的定量数据。