一文精“通”质谱+测序并成为做菜“高”手
2022-11-28 17:35|
编辑: 归去来兮|
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评论: 0|来源: o高深o的基因世界 | 作者：o高深o
摘要: 咱说质谱+测序，为啥跟做菜联系起来了呢？谜底后面慢慢揭晓。
大家好。这是一篇写给有一定基础的半专业读者的科普文，希望大家都能看懂。如有不懂也可以给我留言发问👻
现在都流行要跨界，跟以前港台的明星要“歌影视”三栖一样。所以我立志要成为懂质谱的人里面最懂测序的，同时也要做懂测序的人里面最懂质谱的。
为了实现这一个伟大目标，在最近几年的职业路径里，我也一直持续关注质谱.测序两个行当里的最新信息，当然经典的学习还是不能忽视的。最近的工作中，我发现很多同行多数是了解某一方面，对另一方面有一些理解上的偏差（或理念上的混淆）。为了更好地帮大家融会贯“通”测序仪+质谱仪这两大分析仪器工具，能把两者结合着一起去理解，所以我学习思考后做了下面的ppt。供大家参考。咱说质谱+测序，为啥跟做菜联系起来了呢？谜底后面慢慢揭晓。
上图先看两者的基本概念，基本上一个是“称”（这一比喻对质谱仪来说是非常准确的），这另一个是“尺”（这一比喻虽然差点意思，但是可以勉强解释得通。）由上可知，可以获得物质的质谱图的仪器叫质谱仪，可以获得DNA上碱基序列信息的仪器叫测序仪。上图是关于质谱仪我想说的。这一类仪器的最核心部分就是“质量分析器”！虽然各类质量分析器都能获得质谱图，但是不同质量分析器的质谱还是有很多功能上的差异的。例如目前四极杆类型质谱（包括串联四级杆），主要用在已知物质的定量上（如新生儿代谢性疾病筛查、痕量内分泌激素检测等）；而飞行时间质谱、Orbitrap多用于半未知/全未知鉴定上（如微生物鉴定、蛋白组学、代谢组学等），当然，这两种质谱也可以用于已知物质的定量。这图是关于测序仪，我想说的。最重要的一点：我个人认为一代测序仪、二代测序仪、三代测序仪、四代测序仪，这些几代几代的叫法，都不能支持“（老的）一代不如（新的）一代”的错误观点。大家其实可以理解这一代、二代、三代、四代测序之间的关系，更像是质谱里面不同质量分析器类型的质谱的关系。这些测序仪都是可以获得DNA碱基序列信息，但是因为有不同的原理特点，所以一代、二代、三代、四代测序都有各自擅长的应用领域。它们之间更多是互补而不是替代的关系。按个人理解，高通量测序仪（就是NGS二代测序仪），除了半导体测序法那些机器，大多数高通量测序仪的机器都是这样一个“自动化.生化反应.荧光成像系统”。了解NGS二代测序仪的人可以看看，是不是这一个结构示意图，基本能够囊括illumina、MGI等主流厂家的二代测序仪结构？除了ion torrent的半导体测序平台外。因为这奇葩用的是电信号而不是光信号来测序。。。说到质谱和测序，就不得不说“临床质谱”和“临床测序”这两个大(nei)热(juan)的赛道了。其实两者能够作为精准医疗领域的核心分析工具，主要是这两类分析仪器都能获得比较底层的化学信息 （质谱仪获得化学物质的定性定量信息）而基于这两类信息，我们可以推导出很多跟个人健康风险、疾病相关的信息或结论。
虽然两者目前在临床检验实验室的使用场景中，还有很多急需改进的地方，但是这不妨碍这两种仪器设备进入越来越多的临床领域。由于我了解临床质谱和临床测序项目的一些工作流程，联想到了两者都是需要一些样本前处理（洗菜.切菜.配菜），然后才能够检测（烹饪，可煎.炒.煮.炸），最后还得有一些生物信息分析（出锅后的操作，如摆盘,摆拍等），才能获得结论。为了大家能够更好地把两者的工作流程和做菜联系起来了解，我会打一些“不一定恰当但基本没有问题”的比喻。这些操作都是三步走，可以分为 “放进设备前、放进设备中、放进设备后” 三个阶段。
如果再细分、类比，就是参照以下这四部曲：提取、反应、进仪器产数据、数据处理。无论质谱分析、测序工作讲得再复杂，也离不开这个四个环节。
1. 了解多种“工具”，这样煎炒煮炸都可以顺手拈来；2. 多攒经验，才能把别人的“菜谱”中“少许”等环节给破解；
4. 多思考，进行某个环节的微创新，搞出来“新菜式”。 |
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