矿石检测

氢1同位素（氕，¹H）是自然界中最丰富的氢同位素，其稳定性使其成为生物代谢研究中理想的示踪工具。通过标记底物并追踪代谢产物中的同位素丰度变化，可揭示代谢通路的动态过程；第三方检测机构凭借专业设备、标准化流程及精准分析能力，成为该技术落地的重要支撑，为科研提供可靠数据。

氢1同位素分析的基础原理

氢1同位素分析核心是稳定性同位素示踪技术——利用无放射性的²H（氘）标记底物（如[1-²H]葡萄糖），引入生物系统（细胞、动物）后，同位素随代谢流转移至下游产物。通过检测代谢产物中²H与¹H的丰度比，可追踪底物代谢路径、量化代谢通量（单位时间内通过通路的底物量）。例如，[1-²H]葡萄糖标记细胞后，若丙酮酸中检测到²H，说明葡萄糖经糖酵解代谢；若柠檬酸中出现²H，则提示进入三羧酸循环（TCA循环）。

第三方检测的核心技术手段

第三方机构的核心技术包括质谱（MS）与核磁共振（NMR）。同位素比率质谱（IRMS）是精确测定同位素丰度的“金标准”，可检测ppm级变化；结合气相色谱（GC-IRMS）适合挥发性代谢物（如短链脂肪酸），液相色谱-质谱（LC-MS）适用于极性大的代谢物（如氨基酸），通过电喷雾电离（ESI）与高分辨质量分析器（如Orbitrap）精准测同位素峰比。

NMR技术（如²H-NMR）具非破坏性、多组分同时分析优势，可直接检测同位素标记位置（如葡萄糖C1位的²H），无需衍生化。机构常组合技术（如GC-MS+NMR），覆盖更广泛代谢物并提升结果可靠性。

生物样本的前处理关键步骤

生物样本（血液、组织）前处理需去除干扰、保留代谢物完整性：1、采集保存：快速冷冻（-80℃）抑制酶解；

2、提取：用甲醇/水（8:2）液液萃取水溶性代谢物，或固相萃取（SPE）富集目标物；

3、衍生化：硅烷化试剂（如BSTFA）修饰羟基，将非挥发性代谢物转化为挥发性衍生物（适合GC-MS）；

4、纯化：离心（12000 rpm）或过滤（0.22μm）去除蛋白质、盐类。

机构通过加标回收实验验证前处理有效性（回收率≥80%），例如向空白血液中加[²H]葡萄糖，计算提取后回收率，确保代谢物无损失。

代谢通路追踪的具体应用逻辑

应用遵循“标记-追踪-量化”逻辑：以糖尿病小鼠糖代谢研究为例，用[U-²H]葡萄糖（全氘标记）腹腔注射，2小时后采集血液/肝脏样本，LC-MS检测葡萄糖、丙酮酸、柠檬酸的²H丰度；若肝脏柠檬酸²H丰度是丙酮酸2倍，说明葡萄糖更多进入TCA循环（氧化代谢）而非糖酵解（无氧代谢）。

细胞研究中，[2-²H]甘油标记肝细胞，检测甘油三酯（TG）与磷脂的²H丰度，可追踪甘油是否用于脂质合成；若胆固醇中出现²H，则说明甘油参与甾体激素合成。机构用Isotopomer Finder等软件分析数据，生成代谢通路图直观展示底物流向。

数据准确性的控制策略

第三方机构通过多重质控确保数据可靠：1、样本重复：每个样本3个生物学重复+2个技术重复，减少随机误差；

2、标准品校准：用IAEA-304a氘水校准质谱，确保丰度测定误差≤0.5‰；

3、空白对照：设置试剂空白（仅加提取液）与过程空白（模拟前处理无样本），排除污染；

4、基质匹配：用空白血液配制标准曲线，纠正基质效应（如蛋白质抑制质谱信号）。

例如，检测尿液[²H]尿素时，若空白对照丰度高于样本，说明试剂污染需重测；基质匹配组回收率（95%）高于纯溶剂组（85%），则基质效应被纠正。

与多组学技术的联合应用

氢1同位素分析常与转录组、蛋白组联合，揭示代谢机制：如肥胖大鼠脂代谢研究，用[1-²H]棕榈酸标记发现肝脏TG²H丰度升高（脂合成增强）；转录组测序显示乙酰辅酶A羧化酶（ACC，脂合成关键酶）基因上调；蛋白组验证ACC蛋白增加，最终得出“ACC上调导致脂合成增强、肝脏脂肪沉积”结论。

机构用Metscape软件整合多组学数据，生成“基因-蛋白-代谢物”网络，将代谢变化与分子机制关联，为疾病研究提供全面证据。