# Метаболомика как сервис Контрактно-исследовательские платформы, профилирующие низкомолекулярный метаболом крови, тканей или бульона биореактора методами ЖХ-МС/ГХ-МС, превращающие сырые хроматографические данные в панели биомаркеров, показатели лекарственного ответа и метаболические профили биопроцессов для клиентов из фармацевтики, нутрициологии и промышленной ферментации. Source: https://bioecon.ru/technology/metabolomics-service/ Updated: 2026-08-18 ## Обзор и цепочка создания стоимости Маркеры: [EC: Диагностика in-vitro и биоаналитические услуги | OECD: Геномика и биоинформатика | Регулятор: FDA (США), EMA (ЕС), NMPA (Китай)] Метаболомика как сервис профилирует весь набор низкомолекулярных метаболитов — аминокислот, органических кислот, липидов, сахаров — в биологической пробе с помощью взаимодополняющих жидкостной и газовой хромато-масс-спектрометрии, превращая сырые спектры в панели биомаркеров, показатели лекарственного ответа и метаболические профили биопроцессов для клиентов из фармацевтики, нутрициологии и промышленной ферментации. Metabolon эксплуатирует одну из платформ нетаргетного профилирования с наивысшим покрытием в отрасли — её платформа HD4 и патентованная референсная библиотека лежат в основе как поисковых исследований биомаркеров, так и фармакометаболомных оценок реакции пациентов на новые лекарства. Biocrates Life Sciences, базирующаяся в Австрии, продаёт валидированные наборы абсолютного количественного анализа — её панель MxP Quant 500 охватывает несколько сотен метаболитов, — работающие по стандартам cGMP/GLP, что позволяет лаборатории количественно определять заданную панель метаболитов без создания собственной библиотеки референсных стандартов с нуля. Creative Proteomics управляет интегрированной мультиомиксной CRO в США, предлагающей глубокие панели центрального углеродного обмена и липидомики наряду с протеомными услугами. В Дании MS-Omics (основана в 2014 году, база в Ведбеке) предоставляет метаболомные услуги, охватывающие сельскохозяйственные, пищевые и клинические применения. В Китае Novogene — листингованная на Шэньчжэньской фондовой бирже (688315) геномная и мультиомиксная CRO, основанная в 2011 году, обслуживающая более 7300 клиентов примерно в 90 странах, — предлагает услуги нетаргетной метаболомики (ГХ-МС/ЖХ-МС) и подала в ноябре 2025 года патент на метод построения библиотеки метаболитных спектров и базы данных, напрямую релевантный повышению точности идентификации метаболитов. Основные направления метаболомики как сервиса: 1. **Нетаргетная (поисковая) метаболомика:** беспристрастное профилирование методами ЖХ-МС/ГХ-МС максимально возможного числа детектируемых метаболитов в пробе, используемое для открытия новых биомаркеров или характеристики широкого метаболического сдвига. 2. **Таргетная (количественная) метаболомика:** абсолютное количественное определение заданной панели метаболитов с использованием изотопно-меченых внутренних стандартов и масс-спектрометрии на тройном квадруполе в режиме мониторинга множественных реакций (MRM). 3. **Липидомика:** обращённо-фазовое ЖХ-МС профилирование именно липидных видов (фосфолипиды, жирные кислоты, стеролы) с использованием химии колонок C8/C18, подходящей для гидрофобных аналитов. 4. **Биоинформатическая аннотация и анализ путей:** сопоставление измеренных масс-спектров с референсными базами данных (HMDB, METLIN) и построение многомерных статистических моделей (PLS-DA, VIP-скоринг) для выявления значимых биомаркеров из сырой таблицы пиков. ### Секторальная цепочка создания стоимости ``` [Отбор проб и мгновенная остановка метаболизма] ──> [Экстракция и осаждение белков] ──> [Анализ ЖХ-МС / ГХ-МС] │ (Мониторинг пулов QC) │ [Отчёт клиенту по биомаркерам/путям] <─── [Хемометрическое моделирование (PLS-DA/VIP)] <─── [Аннотация пиков по HMDB/METLIN] ``` ### Уровни цепочки создания стоимости | Уровень | Описание | Ключевые входы/выходы | |:---|:---|:---| | **Отбор проб и остановка метаболизма** | Сбор биологической пробы и мгновенная остановка метаболической активности для фиксации профиля метаболитов на месте. | **Вход:** Проба крови/ткани/бульона, жидкий азот, изотопно-меченые внутренние стандарты.
**Выход:** Метаболически остановленная проба. | | **Экстракция и осаждение белков** | Извлечение метаболитов из матрицы пробы с осаждением мешающих белков. | **Вход:** Холодный органический растворитель (например, 80% метанол), центрифугирование.
**Выход:** Осветлённый супернатант, содержащий метаболиты. | | **Дериватизация или растворение** | Подготовка высушенного экстракта для выбранной аналитической платформы — химическая дериватизация для ГХ-МС или растворение в подвижной фазе для ЖХ-МС. | **Вход:** Высушенный экстракт, реагенты дериватизации (для ГХ-МС) или подвижная фаза (для ЖХ-МС).
**Выход:** Проба, готовая к анализу. | | **Анализ ЖХ-МС/ГХ-МС** | Проведение пробы через хроматографическое разделение и масс-спектрометрическую детекцию. | **Вход:** Подготовленная проба, время прибора ЖХ-МС/ГХ-МС, референсные пулы QC.
**Выход:** Сырые хромато-масс-спектральные данные. | | **Аннотация пиков** | Сопоставление обнаруженных масс-признаков с референсными базами данных метаболитов для присвоения химической идентичности. | **Вход:** Сырые спектральные данные, база HMDB/METLIN, ПО распознавания пиков (XCMS).
**Выход:** Аннотированная таблица признаков метаболитов. | | **Хемометрическая отчётность** | Построение многомерных статистических моделей для выявления значимых биомаркеров и составление отчёта для клиента. | **Вход:** Аннотированная таблица признаков, статистическое ПО (MetaboAnalyst).
**Выход:** B2B отчёт по биомаркерам/путям. | Сквозные технологии сектора: - **HILIC и обращённо-фазовая ЖХ-МС:** хроматография гидрофильного взаимодействия для высокополярных метаболитов (аминокислоты, органические кислоты, сахара) в сочетании с обращённо-фазовой хроматографией C8/C18 для липидов и гидрофобных соединений, вместе покрывающие весь диапазон полярности метаболома. - **Дериватизация для ГХ-МС:** двухстадийный химический процесс (метоксилирование с последующим силилированием MSTFA), превращающий полярные, нелетучие метаболиты в летучие триметилсилильные производные, пригодные для газохроматографического разделения. - **Таргетное количественное определение MRM на тройном квадруполе:** таргетная масс-спектрометрия, отфильтровывающая определённый ион-предшественник, фрагментирующая его и детектирующая специфичный ион-продукт, обеспечивающая высокую селективность и чувствительность, необходимые для абсолютного количественного анализа. --- ## США США — родина платформы нетаргетной метаболомики с наивысшим покрытием в отрасли и интегрированных мультиомиксных CRO-услуг. ### Платформа сверхглубокого покрытия Metabolon, интегрированная мультиомиксная CRO Creative Proteomics, соответствие CLIA/CAP - **Metabolon:** эксплуатирует свою нетаргетную платформу HD4 наряду с таргетными панелями (липидомика, метаболиты кишечника, окислительный стресс), опирающимися на патентованную референсную библиотеку, обслуживая как поисковые исследования биомаркеров, так и фармакометаболомные исследования лекарственного ответа для фармклиентов. - **Creative Proteomics:** управляет интегрированной мультиомиксной CRO, предлагающей глубокие панели центрального углеродного обмена и липидомики с использованием масс-спектрометрии на тройном квадруполе и Orbitrap наряду с капиллярным электрофорезом с МС-детекцией, обслуживая как академических, так и промышленных клиентов. - **Регуляторный контекст:** американские метаболомные лаборатории, обслуживающие клинические применения, работают по диагностическим стандартам CLIA/CAP, при этом надзор FDA распространяется на верификацию хемометрических моделей, используемых для формирования биомаркерных заключений клинического уровня. --- ## КНР Китай интегрирует метаболомные услуги как в фармацевтические исследования лекарственного ответа, так и в свою самобытную исследовательскую базу традиционной китайской медицины, опираясь на крупную внутреннюю отрасль мультиомиксных CRO. ### Масштаб мультиомиксной CRO Novogene, патент на библиотеку метаболитных спектров, исследование механизмов ТКМ - **Novogene:** листингованная на Шэньчжэньской фондовой бирже (688315) геномная и мультиомиксная CRO, основанная в 2011 году, со штаб-квартирой в Пекинском парке жизненных наук Чжунгуаньцунь и лабораториями по всему Китаю, США, Великобритании, Германии, Сингапуре, Таиланде, Корее и Японии, обслуживающая более 7300 клиентов примерно в 90 странах; компания предлагает услуги нетаргетной метаболомики (ГХ-МС/ЖХ-МС) и подала в ноябре 2025 года патент на метод построения библиотеки метаболитных спектров и базы данных. - **Исследование традиционной китайской медицины (ТКМ):** самобытное национальное применение — использование метаболомики для научной характеристики механизмов многокомпонентных травяных сборов ТКМ, отслеживая сдвиги в путях арахидоновой кислоты, липидного обмена и цикла ТКА в сыворотке пациентов до и после лечения. - **Поддержка региональных кластеров:** финансирование провинциальных биомедицинских кластеров в таких регионах, как Чжэцзян и Гуандун, поддержало инвестиции в локальную масс-спектрометрическую инфраструктуру для обслуживания внутренних метаболомных CRO и стартапов. --- ## ЕС Сектор метаболомных услуг Европейского союза тесно связан с исследованиями микробиома кишечника и строгими стандартами аналитической валидации. ### Валидированные наборы количественного анализа Biocrates, микробиом-ассоциированные услуги MS-Omics, валидация ISO 17025 - **Biocrates Life Sciences (Австрия):** продаёт валидированные наборы абсолютного количественного анализа — её панель MxP Quant 500 охватывает несколько сотен метаболитов, — работающие по стандартам cGMP/GLP, позволяя лаборатории количественно определять заданную панель метаболитов на масс-спектрометрии тройного квадруполя без создания собственной референсной библиотеки. - **MS-Omics (Дания, основана в 2014 году):** предоставляет метаболомные услуги, охватывающие сельскохозяйственные, пищевые и клинические применения, из своей базы в Ведбеке — часть более широкой европейской специализации на профилировании короткоцепочечных жирных кислот и желчных кислот, релевантной клиентам из сферы микробиома кишечника и функционального питания. - **Стандарт валидации ISO 17025:** европейские метаболомные лаборатории работают по строгой аккредитации ISO 17025, требующей детальной валидации точности, линейности и пределов обнаружения для каждого метода экстракции и измерения. --- ## Ведущие компании и научно-исследовательские институты | Компания / Институт | Страна | Ключевые продукты / платформы | Технологические особенности | Статус на 2026 год | |:---|:---|:---|:---|:---| | **Metabolon** | 🇺🇸 США | Нетаргетная платформа *HD4*, таргетные панели | Патентованная референсная библиотека, сверхглубокое покрытие | operating | | **Creative Proteomics** | 🇺🇸 США | Интегрированная мультиомиксная CRO | Тройной квадруполь/Orbitrap/CE-МС, центральный углеродный обмен | operating | | **Biocrates Life Sciences** | 🇦🇹 Австрия | Набор *MxP Quant 500* | Абсолютное количественное определение cGMP/GLP | operating | | **MS-Omics** | 🇩🇰 Дания | Сельскохозяйственные/пищевые/клинические метаболомные услуги | Профилирование короткоцепочечных жирных и желчных кислот | operating | | **Novogene** | 🇨🇳 Китай | Нетаргетные (ГХ-МС/ЖХ-МС) метаболомные услуги | Патент на библиотеку метаболитных спектров (ноябрь 2025) | commercial | --- ## Технологический стек и инновации Стек метаболомных услуг сочетает взаимодополняющие режимы хроматографического разделения со стратегиями масс-спектрометрической детекции, подходящими для экстремального химического разнообразия метаболома: 1. **Разделение HILIC и обращённо-фазовой ЖХ-МС:** - Хроматография гидрофильного взаимодействия разрешает высокополярные метаболиты (аминокислоты, нуклеотиды, органические кислоты цикла ТКА), тогда как обращённо-фазовые колонки C8/C18 разделяют липиды и гидрофобные соединения, вместе покрывая весь диапазон полярности метаболома в едином аналитическом рабочем процессе. 2. **Химия дериватизации для ГХ-МС:** - Двухстадийный процесс метоксилирования с последующим силилированием MSTFA превращает полярные, нелетучие метаболиты в летучие триметилсилильные производные, делая их разделяемыми методом газовой хроматографии на длинной капиллярной колонке. 3. **Таргетное количественное определение MRM на тройном квадруполе:** - Отфильтровывание определённого иона-предшественника (Q1), его фрагментация в соударительной ячейке (q2) и детекция специфичного иона-продукта (Q3) обеспечивают селективность и чувствительность, необходимые для абсолютного количественного анализа относительно изотопно-меченых внутренних стандартов. --- ## Цепочки создания стоимости и пайплайны производства ### Промышленный пайплайн нетаргетного метаболомного профилирования культуральной жидкости промышленного биореактора ``` ┌───────────────────────────┐ ┌───────────────────────────┐ │ 1. Отбор проб и │ ───> │ 2. Экстракция метаболитов │ │ остановка метаболизма │ │ и осаждение белков │ └───────────────────────────┘ └───────────────────────────┘ │ ▼ ┌───────────────────────────┐ ┌───────────────────────────┐ │ 4. Измерение ЖХ-МС/МС │ <─── │ 3. Сушка и дериватизация/ │ │ с мониторингом QC │ │ растворение │ └───────────────────────────┘ └───────────────────────────┘ │ ▼ ┌───────────────────────────┐ ┌───────────────────────────┐ │ 5. Аннотация пиков и │ ───> │ 6. Хемометрическое │ │ сопоставление с базой │ │ моделирование и отчёт │ └───────────────────────────┘ └───────────────────────────┘ ``` #### Этап 1: Отбор проб и остановка метаболизма Культуральный бульон быстро фильтруется или центрифугируется, супернатант мгновенно охлаждается в жидком азоте, а смесь изотопно-меченых внутренних стандартов добавляется для фиксации метаболического профиля на месте до его изменения. #### Этап 2: Экстракция метаболитов и осаждение белков К пробе добавляется холодный 80% метанол, проводится вортексирование и инкубация для осаждения мешающих белков, затем центрифугирование на высокой скорости для получения осветлённого супернатанта, содержащего метаболиты. #### Этап 3: Сушка и дериватизация/растворение Экстракт высушивается в вакуумном концентраторе; для анализа ЖХ-МС высушенный остаток растворяется в стартовой подвижной фазе, а для анализа ГХ-МС проводится метоксилирование с последующим силилированием MSTFA для придания метаболитам летучести. #### Этап 4: Измерение ЖХ-МС/МС с мониторингом QC Подготовленная проба вводится в систему ЖХ-МС/МС (режим HILIC для полярных фракций), собираются масс-спектры высокого разрешения в положительной и отрицательной полярностях, а пулы контроля качества периодически измеряются для отслеживания дрейфа прибора. #### Этап 5: Аннотация пиков и сопоставление с базой Сырые спектры проходят распознавание пиков и выравнивание времён удерживания в XCMS, а обнаруженные точные массы (MS1) и спектры фрагментации (MS2) сопоставляются с референсной базой HMDB с отфильтровыванием солевых аддуктов и других артефактов. #### Этап 6: Хемометрическое моделирование и отчёт Аннотированная таблица признаков анализируется многомерными статистическими моделями (PLS-DA, VIP-скоринг) для выявления значимых биомаркеров, а результаты компилируются в отчёт по путям и биомаркерам для клиента.