有机酸定量分析概述
有机酸（Organic acids）是含有羧基（-COOH）的有机化合物，是生物体内多种代谢通路的关键中间产物。根据羧基数目可分为一元酸（醋酸、乳酸）、二元酸（琥珀酸、苹果酸、延胡索酸）和多元酸（柠檬酸）等。三羧酸循环（TCA cycle）中的有机酸是细胞有氧呼吸和能量代谢的核心。[1]
有机酸的异常累积或减少可反映多种病理状态：先天性有机酸血症（如甲基丙二酸血症、丙酸血症）导致特定有机酸大量蓄积；肿瘤细胞的 Warburg 效应表现为乳酸过量产生；线粒体功能障碍引起 TCA 循环中间产物比例改变。尿液有机酸谱分析（Urine Organic Acid Analysis）是先天代谢疾病筛查的重要工具。[2]
Aimsmass 基于 GC-MS/GC-MS/MS 和 LC-MS/MS 双质谱平台，可对尿液、血浆、粪便等样本中的 40+ 种有机酸进行全面定量分析，适用于代谢病诊断、肿瘤代谢研究和肠道微生物功能评价。
有机酸定量分析的研究价值
先天性代谢疾病筛查
尿液有机酸谱分析是筛查先天性有机酸血症（如甲基丙二酸血症、丙酸血症、异戊酸血症等）的金标准方法。GC-MS 可一次检测 40+ 种有机酸，通过特征性有机酸谱模式诊断特定酶缺陷。
肿瘤代谢研究
肿瘤细胞的代谢重编程（Warburg 效应）导致乳酸、琥珀酸、延胡索酸等有机酸异常累积。LC-MS/MS 精准定量可揭示肿瘤微环境中的代谢物浓度梯度，为代谢靶向治疗提供依据。
肠道微生物代谢功能
肠道微生物发酵膳食纤维产生的短链脂肪酸（乙酸、丙酸、丁酸等）是重要的有机酸代谢产物。粪便有机酸定量可评价肠道微生物的发酵功能和代谢活性。
典型检测靶标
| 有机酸 | 英文名 | 代谢通路 | 检测方法 |
|---|---|---|---|
| 乳酸 | Lactic acid | 糖酵解 | GC-MS / LC-MS |
| 柠檬酸 | Citric acid | TCA 循环 | GC-MS / LC-MS |
| 琥珀酸 | Succinic acid | TCA 循环 | GC-MS / LC-MS |
| 苹果酸 | Malic acid | TCA 循环 | GC-MS / LC-MS |
| 延胡索酸 | Fumaric acid | TCA 循环 | GC-MS / LC-MS |
| 甲基丙二酸 | Methylmalonic acid | 丙酸代谢 | GC-MS/MS |
* 标准面板覆盖 40+ 种有机酸，包括 TCA 循环、氨基酸代谢、脂肪酸氧化、嘌呤嘧啶代谢等通路的标志物。
技术平台
GC-MS/MS: Agilent 7890B-7000D 气相色谱-三重四极杆质谱联用仪，DB-5MS 色谱柱，程序升温，电子轰击电离（EI），MRM 模式。LC-MS/MS: Thermo Fisher TSQ Altis 三重四极杆质谱仪，HILIC/C18 双柱策略，负离子 MRM 模式。
标准检测流程
样本前处理：根据样本类型采用优化的提取方案（蛋白沉淀、液液萃取或固相萃取），确保目标代谢物的回收率和稳定性。
色谱分离：选择适合目标代谢物极性的色谱柱和流动相体系，梯度洗脱实现良好分离，正/负离子切换覆盖更多化合物。
质谱检测：三重四极杆 MRM 模式，同位素内标法定量。多组分同时监测，一次进样完成所有目标物的定性和定量。
数据分析与报告：专业软件处理原始数据，内标校正定量，输出代谢物浓度表、质控报告和统计分析结果。
送样要求
| 样本类型 | 推荐送样量 | 最低送样量 |
|---|---|---|
| 血浆/血清 | 200μL | 50μL |
| 组织 | 200mg | 50mg |
| 细胞 | 2×107 个 | 5×106 个 |
| 尿液 | 1-5mL | 500μL |
| 粪便 | 200mg | 50mg |
* 样本需 -80°C 保存，干冰运输。具体要求请参考送样指南，或联系技术支持获取定制化送样方案。
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参考文献
- Tian X, et al. Chemical isotope labeling for quantitative proteomics. Mass Spectrom Rev. 2021;42(2):546-576. DOI:10.1002/mas.21709 方法学，定量
- Sivanich MK, et al. Recent advances in isobaric labeling and applications in quantitative proteomics. PROTEOMICS. 2022;22(19-20):2100256. DOI:10.1002/pmic.202100256 综述，TMT
- Louca S, et al. Advances in data-independent acquisition mass spectrometry towards comprehensive digital proteome landscape. Mass Spectrom Rev. 2023;42(6):2324-2348. DOI:10.1002/mas.21781 DIA
- Li J, et al. Data-independent acquisition (DIA): an emerging proteomics technology for analysis of drug-metabolizing enzymes. Drug Discov Today Technol. 2021;39:49-56. DOI:10.1016/j.ddtec.2021.06.006 综述
常见问题
有机酸检测适合哪些样本类型？
最适合尿液样本（有机酸尿症筛查的金标准）。也适用于血浆/血清、粪便、细胞培养液等。粪便样本可反映肠道微生物有机酸代谢。
GC-MS 和 LC-MS 各适合检测哪些有机酸？
GC-MS 适合挥发性或可衍生化的有机酸（短链脂肪酸、TCA 循环中间产物），是尿液有机酸筛查的首选。LC-MS 适合极性较强或热不稳定的有机酸，两者互补使用可获得最全面的覆盖。
有机酸谱分析在先天代谢病诊断中的价值？
尿液有机酸谱是筛查先天性有机酸血症的金标准，可通过特征性代谢物模式鉴别 30+ 种遗传代谢病。早期诊断对预防智力障碍和代谢危象至关重要。
送样量要求是多少？
尿液 1-5mL，血浆/血清 200μL，粪便 200mg。样本需 -80°C 保存，干冰运输。尿液样本建议收集晨尿或 24h 尿。
项目周期多长？
标准周期为 2-3 周。GC-MS 有机酸谱分析通常 5-7 个工作日出具报告。