मेटाबोलॉमिक्स

File:The central dogma of biology showing the flow of information from DNA to the phenotype. Associated with each stage is the corresponding systems biology tool from genomics to genomics to metabolomics.png

जीव विज्ञान की केंद्रीय सिद्धांत डीएनए से फेनोटाइप तक सूचना के प्रवाह को दर्शाती है। जीनोमिक्स से लेकर मेटाबोलॉमिक्स तक, प्रत्येक स्टेप के साथ संबंधित प्रणाली बायोलॉजी टूल जुड़ा हुआ है।

मेटाबोलोमिक्स मेटाबोलाइट्स छोटे अणु सब्सट्रेट्स, मध्यवर्ती और सेल उपापचय के उत्पादों से जुड़ी रासायनिक प्रक्रियाओं का वैज्ञानिक अध्ययन है। विशेष रूप से मेटाबोलॉमिक्स अद्वितीय रासायनिक उंगलियों के निशान का व्यवस्थित अध्ययन है जो विशिष्ट सेलुलर प्रक्रियाएं पीछे छोड़ती हैं, उनके छोटे-अणु मेटाबोलाइट प्रोफाइल का अध्ययन उपापचय जैविक कोशिका, ऊतक, अंग या जीव में मेटाबोलाइट्स के पूरे सेट का प्रतिनिधित्व करता है, जो सेलुलर प्रक्रियाओं के अंतिम उत्पाद हैं। मैसेंजर आरएनए (एमआरएनए), जीन एक्सप्रेशन डेटा और प्रोटिओमिक्स विश्लेषण से कोशिका में उत्पादित होने वाले जीन उत्पाद के सेट का पता चलता है, डेटा जो सेलुलर कार्य के विधि का प्रतिनिधित्व करता है। इसके विपरीत, मेटाबॉलिक प्रोफाइलिंग उस कोशिका के निकाय क्रिया विज्ञान का तात्कालिक स्नैपशॉट दे सकती है, और इस प्रकार, मेटाबोलॉमिक्स किसी जीव की शारीरिक स्थिति का प्रत्यक्ष कार्यात्मक रीडआउट प्रदान करता है। मेटाबोलोम और अन्य सेलुलर एन्सेम्बल (जीनोम, ट्रांस्क्रिप्टोम , प्रोटीओम और लिपिडोम) के मध्य वास्तव में मात्रात्मक सहसंबंध हैं, जिनका उपयोग जैविक नमूनों में मेटाबोलाइट प्रचुरता की पूर्वानुमान करने के लिए किया जा सकता है, उदाहरण के लिए एमआरएनए प्रचुरता। प्रणाली जीव विज्ञान की अंतिम चुनौतियों में से सेलुलर बायोलॉजी की उत्तम समझ प्रदान करने के लिए अन्य सभी ओमिक्स या -ओमिक्स जानकारी के साथ मेटाबोलॉमिक्स को एकीकृत करना है।

इतिहास

यह अवधारणा कि व्यक्तियों की उपापचय प्रोफ़ाइल हो सकती है जो उनके जैविक तरल पदार्थों की संरचना में परिलक्षित हो सकती है, 1940 के दशक के अंत में रोजर विलियम्स द्वारा प्रस्तुत की गई थी, जिन्होंने मूत्र और लार में विशिष्ट उपापचय पैटर्न का सुझाव देने के लिए पेपर क्रोमैटोग्राफी का उपयोग किया था, वह प्रकार का मानसिक विकार जैसी बीमारियों से जुड़े थे। चूँकि,1960 और 1970 के दशक में तकनीकी प्रगति के माध्यम से ही उपापचय प्रोफाइल को मात्रात्मक (गुणात्मक के विपरीत) मापना संभव हो गया है। मेटाबॉलिक प्रोफ़ाइल शब्द हॉर्निंग और अन्य द्वारा प्रस्तुत किया गया था। 1971 में जब उन्होंने प्रदर्शित किया कि गैस क्रोमैटोग्राफी-मास स्पेक्ट्रोमेट्री (जीसी-एमएस) का उपयोग मानव मूत्र और ऊतक अर्क में उपस्थित यौगिकों को मापने के लिए किया जा सकता है। हॉर्निंग समूह ने लिनस पॉलिंग और आर्थर बी. रॉबिन्सन के साथ मिलकर 1970 के दशक के समय यूरिन में उपस्थित उपापचय की निगरानी के लिए जीसी-एमएस विधियों के विकास का नेतृत्व किया जाता है।

समवर्ती रूप से, परमाणु चुंबकीय अनुनाद स्पेक्ट्रोस्कोपी, जिसे 1940 के दशक में खोजा गया था, वह भी तेजी से प्रगति के अवधि से गुजर रहा था। 1974 में, सीली एट अल असंशोधित जैविक नमूनों में मेटाबोलाइट्स का पता लगाने के लिए एनएमआर का उपयोग करने की उपयोगिता का प्रदर्शन किया गया था। मांसपेशियों पर इस पहले अध्ययन ने एनएमआर के मान पर प्रकाश डाला जिसमें यह निर्धारित किया गया था कि सेलुलर एडेनोसाइन ट्रायफ़ोस्फेट का 90% मैग्नीशियम के साथ सम्मिश्र है। चूंकि उच्च चुंबकीय क्षेत्र शक्तियों और जादुई कोण स्पिनिंग के विकास के साथ संवेदनशीलता में सुधार हुआ है, एनएमआर उपापचय की जांच के लिए अग्रणी विश्लेषणात्मक उपकरण बना हुआ है। मेटाबोलॉमिक्स के लिए एनएमआर का उपयोग करने के आधुनिक प्रयासों को अधिक सीमा तक बिर्कबेक कॉलेज, लंदन विश्वविद्यालय और इसके पश्चात् में इंपीरियल कॉलेज लंदन में जेरेमी के. निकोलसन की प्रयोगशाला द्वारा संचालित किया गया है। 1984 में, निकोलसन ने दिखाया ¹H एनएमआर स्पेक्ट्रोस्कोपी का उपयोग संभावित रूप से मधुमेह मेलिटस के निदान के लिए किया जा सकता है, और इसके पश्चात एनएमआर स्पेक्ट्रोस्कोपिक डेटा के लिए पैटर्न पहचान विधियों के अनुप्रयोग का अग्रणी किया गया है।

1994 और 1996 में मास स्पेक्ट्रोमेट्री या तरल क्रोमैटोग्राफी मेटाबोलॉमिक्स प्रयोग हुआ जिससे नींद से वंचित जानवरों के सेरेब्रल स्पाइनल तरल पदार्थ का विश्लेषण करने के लिए रिचर्ड लर्नर (द स्क्रिप्स रिसर्च इंस्टीट्यूट के तत्कालीन अध्यक्ष) और बेंजामिन क्रावेट के साथ कार्य करते हुए गैरी सिउज़दाक द्वारा प्रदर्शन किया गया था। विशेष रुचि का अणु, ओलेमाइड, देखा गया और इसके पश्चात में इसमें नींद लाने वाले गुण पाए गए है। यह कार्य मेटाबोलॉमिक्स में तरल क्रोमैटोग्राफी और मास स्पेक्ट्रोमेट्री के संयोजन वाले सबसे प्रारंभिक प्रयोगों में से है।

2005 में, पहला मेटाबोलॉमिक्स अग्रानुक्रम मास स्पेक्ट्रोमेट्री डेटाबेस, मेटलिन, मानव उपापचय को चिह्नित करने के स्क्रिप्स अनुसंधान संस्थान में गैरी सिउज़डक प्रयोगशाला में विकसित किया गया था। मेटलिन तब से बड़ा हो गया है और 1 जुलाई, 2019 तक, मेटलिन में 450,000 से अधिक मेटाबोलाइट्स और अन्य रासायनिक इकाइयां सम्मिलित हैं, प्रत्येक यौगिक में अनेक टकराव ऊर्जाओं और धनात्मक और ऋणात्मक आयनीकरण मोड में आणविक मानकों से उत्पन्न प्रयोगात्मक अग्रानुक्रम द्रव्यमान स्पेक्ट्रोमेट्री डेटा होता है। मेटलिन अपनी तरह का टेंडेम मास स्पेक्ट्रोमेट्री डेटा का सबसे बड़ा संचयन है। समर्पित अकादमिक पत्रिका मेटाबोलॉमिक्स पहली बार 2005 में प्रकाशित हुई, जिसकी स्थापना इसके वर्तमान प्रधान संपादक रॉय गुडाकरे ने की थी।

2005 में, सिउज़डैक लैब सेप्सिस से जुड़े मेटाबोलाइट्स की पहचान करने में लगी हुई थी और सैकड़ों एलसी/एमएस डेटासेट में सबसे प्रासंगिक अनियमित मेटाबोलाइट्स की सांख्यिकीय रूप से पहचान करने के उद्देश्यों को संबोधित करने के प्रयास में द्रव्यमान के गैर-रेखीय संरेखण की अनुमति देने के लिए पहला एल्गोरिदम विकसित किया गया था। स्पेक्ट्रोमेट्री मेटाबोलॉमिक्स डेटा इसे एक्ससीएमएस कहा जाता है (2012) से इसे एक ऑनलाइन टूल के रूप में विकसित किया गया है और 2019 तक (मेटलिन के साथ) इसके 30,000 से अधिक पंजीकृत उपयोगकर्ता हैं।

23 जनवरी 2007 को, डेविड एस. विशार्ट के नेतृत्व में मानव उपापचय परियोजना ने मानव मेटाबोलोम का पहला अनुबंध को पूरा किया गया था, जिसमें लगभग 2,500 मेटाबोलाइट्स, 1,200 दवाओं और 3,500 खाद्य कॉम्पोनेन्ट का डेटाबेस सम्मिलित था। अनेक पौधों की प्रजातियों में इसी तरह की परियोजनाएँ चल रही हैं, विशेष रूप से मेडिकैगो ट्रंकैटुला में और अरबीडोफिसिस थालीआना अनेक वर्षों के लिए है।

2010 के मध्य तक, मेटाबोलॉमिक्स को अभी भी उभरता हुआ क्षेत्र माना जाता था। इसके अतिरिक्त, यह नोट किया गया कि क्षेत्र में आगे की प्रगति बड़े मापदंड पर मास स्पेक्ट्रोमेट्री इंस्ट्रूमेंटेशन के तकनीकी विकास द्वारा, अन्यथा अघुलनशील तकनीकी चुनौतियों को संबोधित करने पर निर्भर करती है।

2015 में, पहली बार वास्तविक समय मेटाबोलोम प्रोफाइलिंग का प्रदर्शन किया गया था।

मेटाबोलोम

File:Human metabolome project.png

मानव उपापचय परियोजना

See also: मेटाबोलोम and मानव मेटाबॉलिज्म डेटाबेस

मेटाबोलोम छोटे-अणु के पूर्ण सेट को संदर्भित करता है (<1.5 केडीए) मेटाबोलाइट्स (जैसे उपापचय मध्यवर्ती, हार्मोन और अन्य सिग्नलिंग अणु, और माध्यमिक मेटाबोलाइट्स) जैविक नमूने के अंदर पाए जाते हैं, जैसे कि जीव। यह शब्द ट्रांस्क्रिप्टोमिक्स और प्रोटिओमिक्स के अनुरूप गढ़ा गया था; ट्रांस्क्रिप्टोम और प्रोटिओम की तरह, मेटाबोलोम गतिशील है, दूसरे से दूसरे में परिवर्तित होता रहता है। यद्यपि उपापचय को सरलता से परिभाषित किया जा सकता है, वर्तमान में एकल विश्लेषणात्मक विधि द्वारा उपापचय की संपूर्ण श्रृंखला का विश्लेषण करना संभव नहीं है।

टेंडेम मास स्पेक्ट्रोमेट्री प्रयोगों से फ्रेगमेंटेशन डेटा की खोज के लिए पहला मेटाबोलाइट डेटाबेस (जिसे मेटलिन कहा जाता है) 2005 में द स्क्रिप्स रिसर्च इंस्टीट्यूट में सिउज़डैक लैब द्वारा विकसित किया गया था। मेटलिन में 450,000 से अधिक मेटाबोलाइट्स और अन्य रासायनिक इकाइयां सम्मिलित हैं, प्रत्येक यौगिक में प्रयोगात्मक अग्रानुक्रम मास स्पेक्ट्रोमेट्री डेटा होता है। 2006 में, सिउज़डैक लैब ने मास स्पेक्ट्रोमेट्री मेटाबोलॉमिक्स डेटा के नॉनलाइनियर संरेखण की अनुमति देने के लिए पहला एल्गोरिदम भी विकसित किया। एक्ससीएमएस कहा जाता है, जहां x किसी भी क्रोमैटोग्राफिक तकनीक का गठन करता है, इसे ऑनलाइन टूल के रूप में विकसित किया गया है।

जनवरी 2007 में, अल्बर्टा विश्वविद्यालय और कैलगरी विश्वविद्यालय के वैज्ञानिकों ने मानव उपापचय का पहला अनुबंध पूरा किया। मानव उपापचय डेटाबेस (एचएमडीबी) संभवतः अब तक का सबसे व्यापक सार्वजनिक मेटाबॉलिक स्पेक्ट्रल डेटाबेस है और स्वतंत्र रूप से उपलब्ध इलेक्ट्रॉनिक डेटाबेस (www.hmdb.ca) है जिसमें मानव निकाय में पाए जाने वाले छोटे अणु उपापचय के बारे में विस्तृत जानकारी है। इसका उपयोग मेटाबोलॉमिक्स, क्लिनिकल केमिस्ट्री, बायोमार्कर डिस्कवरी और सामान्य शिक्षा में अनुप्रयोगों के लिए किया जाना है। डेटाबेस को तीन प्रकार के डेटा को सम्मिलित करने या लिंक करने के लिए डिज़ाइन किया गया है:

1. रासायनिक डेटा,
2. क्लिनिकल डेटा और
3. आणविक जीव विज्ञान/जैव रसायन डेटा।

डेटाबेस में 220,945 मेटाबोलाइट प्रविष्टियाँ हैं जिनमें पानी में घुलनशील और लिपिड घुलनशील मेटाबोलाइट्स दोनों सम्मिलित हैं। इसके अतिरिक्त, 8,610 प्रोटीन अनुक्रम (एंजाइम और ट्रांसपोर्टर) इन मेटाबोलाइट प्रविष्टियों से जुड़े हुए हैं। प्रत्येक मेटाबोकार्ड प्रविष्टि में 130 डेटा फ़ील्ड होते हैं जिनमें से 2/3 जानकारी रासायनिक/नैदानिक ​​​​डेटा के लिए समर्पित होती है और अन्य 1/3 एंजाइमैटिक या जैव रासायनिक डेटा के लिए समर्पित होती है। एचएमडीबी के संस्करण 3.5 में >16,000 अंतर्जात मेटाबोलाइट्स, >1,500 दवाएं और >22,000 खाद्य घटक या खाद्य मेटाबोलाइट्स सम्मिलित हैं। ह्यूमन मेटाबोलोम डेटाबेस पर उपलब्ध और वर्तमान वैज्ञानिक साहित्य में उपलब्ध जानकारी के विश्लेषण पर आधारित यह जानकारी पूर्ण नहीं है। इसके विपरीत, अन्य जीवों के उपापचय के बारे में बहुत कुछ ज्ञात है। उदाहरण के लिए, 50,000 से अधिक मेटाबोलाइट्स को प्लांट किंगडम से चिह्नित किया गया है, और अनेक हजारों मेटाबोलाइट्स को एकल पौधों से पहचाना और/या चिह्नित किया गया है।

प्रत्येक प्रकार की कोशिका और ऊतक में अद्वितीय उपापचय 'फ़िंगरप्रिंट' होता है जो अंग या ऊतक-विशिष्ट जानकारी को स्पष्ट कर सकता है। मेटाबोलॉमिक्स विश्लेषण के लिए उपयोग किए जाने वाले जैव-नमूनों में प्लाज्मा, सीरम, मूत्र, लार, मल, मांसपेशी, पसीना, साँस छोड़ना और जठरांत्र द्रव सम्मिलित हैं, किंतु इन्हीं तक सीमित नहीं हैं। संग्रह में सरलता से उच्च अस्थायी समाधान की सुविधा मिलती है, और क्योंकि वह सदैव निकाय के साथ गतिशील संतुलन में होते हैं, वह होस्ट का समग्र रूप से वर्णन कर सकते हैं। तथा जीनोम बता सकता है कि क्या हो सकता है, ट्रांस्क्रिप्टोम बता सकता है कि क्या हो रहा है, प्रोटीओम बता सकता है कि ऐसा क्यों होता है और मेटाबोलोम बता सकता है कि क्या हुआ है और क्या हो रहा है।

मेटाबोलाइट्स

मेटाबोलाइट्स उपापचय के सब्सट्रेट, मध्यवर्ती और उत्पाद हैं। मेटाबोलॉमिक्स के संदर्भ में, मेटाबोलाइट को समान्यत: 1.5 डाल्टन (इकाई) से कम आकार के किसी भी अणु के रूप में परिभाषित किया जाता है। चूँकि, नमूने और पता लगाने की विधि के आधार पर इसके अपवाद भी हैं। उदाहरण के लिए, रक्त प्लाज्मा के परमाणु चुंबकीय अनुनाद-आधारित मेटाबोलॉमिक्स अध्ययन में लिपोप्रोटीन और एल्बुमिन जैसे मैक्रोमोलेक्यूल्स का विश्वसनीय रूप से पता लगाया जाता है। प्लांट -आधारित उपापचय में, प्राथमिक और द्वितीयक उपापचय का उल्लेख करना समान्य बात है। एक प्राथमिक मेटाबोलाइट सीधे सामान्य वृद्धि, विकास और प्रजनन में सम्मिलित होता है। द्वितीयक मेटाबोलाइट सीधे रूप से उन प्रक्रियाओं में सम्मिलित नहीं होता है, किंतु समान्यत: महत्वपूर्ण पारिस्थितिकीय कार्य करता है। उदाहरणों में एंटीबायोटिक दवाओं और रंग सम्मिलित हैं। इसके विपरीत, मानव-आधारित मेटाबोलॉमिक्स में, मेटाबोलाइट्स को या तो अंतर्जात (होस्ट जीव द्वारा निर्मित) या बहिर्जात के रूप में वर्णित करना अधिक समान्य है। दवाओं जैसे विदेशी पदार्थों के मेटाबोलाइट्स को ज़ेनोमेटाबोलाइट्स कहा जाता है।

मेटाबोलोम उपापचय प्रतिक्रियाओं का बड़ा नेटवर्क बनाता है, जहां एंजाइमी रासायनिक प्रतिक्रिया से आउटपुट अन्य रासायनिक प्रतिक्रियाओं के लिए इनपुट होते हैं। ऐसी प्रणालियों को हाइपरसाइकल (रसायन विज्ञान) के रूप में वर्णित किया गया है।

मेटाबोनॉमिक्स

मेटाबोनॉमिक्स को पैथोफिजियोलॉजिकल उत्तेजनाओं या आनुवंशिक संशोधन के लिए जीवित प्रणालियों की गतिशील मल्टीपैरामीट्रिक उपापचय प्रतिक्रिया के मात्रात्मक माप के रूप में परिभाषित किया गया है। उत्पत्ति शब्द ग्रीक μεταβολή से आया है जिसका अर्थ है परिवर्तन और नोमोस का अर्थ है नियम सेट या नियम का समूह है इस दृष्टिकोण की प्रारंभ मर्डोक विश्वविद्यालय में जेरेमी निकोलसन द्वारा की गई थी और इसका उपयोग विष विज्ञान, रोग निदान और अनेक अन्य क्षेत्रों में किया गया है। ऐतिहासिक रूप से, मेटाबोनॉमिक्स दृष्टिकोण उपापचय के अध्ययन के लिए प्रणाली बायोलॉजी के सीमा को प्रयुक्त करने वाले पहले विधियों में से था।

'मेटाबोलॉमिक्स' और 'मेटाबोनोमिक्स' के मध्य स्पष्ट अंतर पर कुछ असहमति रही है। दोनों शब्दों के मध्य का अंतर विश्लेषणात्मक मंच की पसंद से संबंधित नहीं है: चूँकि मेटाबोनोमिक्स परमाणु चुंबकीय अनुनाद स्पेक्ट्रोस्कोपी और मेटाबोलॉमिक्स मास स्पेक्ट्रोमेट्री-आधारित तकनीकों के साथ अधिक जुड़ा हुआ है, यह केवल विभिन्न समूहों के मध्य उपयोग के कारण है जिन्होंने विभिन्न शब्दों को लोकप्रिय बनाया है। चूँकि अभी भी कोई पूर्ण सहमति नहीं है, किंतु इस बात पर समान्य सहमति बढ़ रही है कि 'मेटाबोलॉमिक्स' सेलुलर या अंग स्तर पर उपापचय प्रोफाइलिंग पर अधिक जोर देता है और मुख्य रूप से सामान्य अंतर्जात उपापचय से संबंधित है। 'मेटाबोनॉमिक्स' पर्यावरणीय कारकों (आहार और विषाक्त पदार्थों सहित), रोग प्रक्रियाओं और आंत माइक्रोफ्लोरा जैसे एक्सट्रेजेनोमिक प्रभावों की हिस्सेदारी के कारण होने वाली उपापचय की अव्यवस्था के बारे में जानकारी सम्मिलित करने के लिए उपापचय प्रोफाइलिंग का विस्तार करता है। यह कोई समान्य अंतर नहीं है; परिभाषा के अनुसार, मेटाबॉलिक अध्ययन में एक्सट्रेजेनोमिक स्रोतों से मेटाबोलिक योगदान को बाहर रखा जाना चाहिए, क्योंकि ये अध्ययन किए जा रहे प्रणाली के लिए बाहरी हैं। चूँकि वास्तव में मानव रोग अनुसंधान के क्षेत्र में दोनों शब्दों के उपयोग के विधि में अभी भी अधिक सीमा तक ओवरलैप है, और वह अधिकांशतः प्रभाव में पर्यायवाची होते हैं।

एक्सोमेटाबोलोमिक्स

Main article: एक्सोमेटाबोलॉमिक्स

एक्सोमेटाबोलॉमिक्स या मेटाबोलिक फ़ुटप्रिंटिंग, बाह्य कोशिकीय मेटाबोलाइट्स का अध्ययन है। यह मेटाबोलॉमिक्स के अन्य उपक्षेत्रों से अनेक तकनीकों का उपयोग करता है, और इसमें जैव ईंधन विकास, जैव प्रसंस्करण, दवाओं की कार्रवाई के तंत्र को निर्धारित करने और अंतरकोशिकीय इंटरैक्शन का अध्ययन करने में अनुप्रयोग हैं।

विश्लेषणात्मक प्रौद्योगिकियाँ

File:Key stages of a metabolomics study.png

उपापचय अध्ययन के मुख्य चरण

उपापचय अध्ययन का विशिष्ट कार्यप्रवाह चित्र में दिखाया गया है। सबसे पहले, ऊतक, प्लाज्मा, मूत्र, लार, कोशिकाओं आदि से नमूने एकत्र किए जाते हैं। इसके पश्चात, मेटाबोलाइट्स को अधिकांशतः आंतरिक मानकों और व्युत्पन्नकरण के साथ निकाला जाता है। नमूना विश्लेषण के समय मेटाबोलाइट्स की मात्रा निर्धारित की जाती है (तरल क्रोमाटोग्राफी या गैस वर्णलेखन मास स्पेक्ट्रोमेट्री और/या परमाणु चुंबकीय अनुनाद स्पेक्ट्रोस्कोपी के साथ मिलकर)। राव आउटपुट डेटा का उपयोग मेटाबोलाइट सुविधा निष्कर्षण के लिए किया जा सकता है और सांख्यिकीय विश्लेषण (जैसे प्रमुख घटक विश्लेषण) से पहले संसाधित किया जा सकता है। जो की रोग की स्थिति और परिणामों के साथ जुड़ाव की पहचान करने, महत्वपूर्ण सहसंबंध निर्धारित करने और उपस्थित जैविक ज्ञान के साथ उपापचय हस्ताक्षरों को चिह्नित करने के लिए अनेक जैव सूचनात्मक उपकरण और सॉफ़्टवेयर उपलब्ध हैं।

पृथक्करण विधियाँ

प्रारंभ में मेटाबोलॉमिक नमूने में विश्लेषण में अत्यधिक सम्मिश्र मिश्रण सम्मिलित होता है। कुछ विश्लेषणों को दूसरों से पृथक करके इस सम्मिश्र मिश्रण को पता लगाने से पहले सरल बनाया जा सकता है। पृथक्करण विभिन्न लक्ष्यों को प्राप्त करता है: जिन विश्लेषणों को संसूचक द्वारा हल नहीं किया जा सकता है उन्हें इस स्टेप में पृथक किया जा सकता है; एमएस विश्लेषण में, तरल क्रोमैटोग्राफी-मास स्पेक्ट्रोमेट्री में आयन दमन कम हो जाता है; विश्लेषक का अवधारण समय उसकी पहचान के संबंध में जानकारी के रूप में कार्य करता है। यह पृथक्करण स्टेप अनिवार्य नहीं है और इसे अधिकांशतः एनएमआर और शॉटगन आधारित दृष्टिकोण जैसे शॉटगन लिपिडोमिक्स में छोड़ दिया जाता है।

गैस क्रोमैटोग्राफी (जीसी), विशेषकर जब मास स्पेक्ट्रोमेट्री (गैस क्रोमैटोग्राफी-मास स्पेक्ट्रोमेट्री या जीसी-एमएस) के साथ इंटरफेस किया जाता है, मेटाबॉलिक विश्लेषण के लिए व्यापक रूप से उपयोग की जाने वाली पृथक्करण तकनीक है। जीसी बहुत उच्च क्रोमैटोग्राफिक रिज़ॉल्यूशन प्रदान करता है, और इसका उपयोग लौ आयनीकरण संसूचक (जीसी/एफआईडी) या मास स्पेक्ट्रोमीटर (जीसी-एमएस) के साथ संयोजन में किया जा सकता है। यह विधि छोटे और अस्थिर अणुओं की पहचान और मात्रा निर्धारण के लिए विशेष रूप से उपयोगी है। चूँकि जीसी की व्यावहारिक सीमा अनेक जैव अणुओं के लिए रासायनिक व्युत्पन्नकरण की आवश्यकता है क्योंकि व्युत्पन्नकरण के बिना केवल अस्थिर रसायनों का विश्लेषण किया जा सकता है। ऐसे स्थिति में जहां अधिक विभेदन शक्ति की आवश्यकता होती है, द्वि-आयामी क्रोमैटोग्राफी (जीसीएक्सजीसी) प्रयुक्त की जा सकती है।

उच्च प्रदर्शन तरल क्रोमैटोग्राफी (एचपीएलसी) उपापचय विश्लेषण के लिए सबसे समान्य पृथक्करण तकनीक के रूप में उभरी है। इलेक्ट्रोस्प्रे आयनीकरण के आगमन के साथ, एचपीएलसी को एमएस से जोड़ा गया था। गैस-तरल क्रोमैटोग्राफी के विपरीत, एचपीएलसी में कम क्रोमैटोग्राफिक रिज़ॉल्यूशन होता है, किंतु ध्रुवीय अणुओं के लिए व्युत्पन्नकरण की आवश्यकता नहीं होती है, और तरल स्टेप में अणुओं को पृथक करता है। इसके अतिरिक्त एचपीएलसी का लाभ यह है कि जीसी विधियों की तुलना में अधिक संवेदनशीलता के साथ विश्लेषणों की विस्तृत श्रृंखला को मापा जा सकता है।

केशिका वैद्युतकणसंचलन (सीई) में एचपीएलसी की तुलना में उच्च सैद्धांतिक पृथक्करण दक्षता है (चूँकि प्रति पृथक्करण के लिए बहुत अधिक समय की आवश्यकता होती है), और जीसी की तुलना में मेटाबोलाइट वर्गों की विस्तृत श्रृंखला के साथ उपयोग के लिए उपयुक्त है। जहां तक ​​सभी इलेक्ट्रोफोरेटिक तकनीकों का प्रश्न है, यह आवेश किए गए विश्लेषणकर्ताओं के लिए सबसे उपयुक्त है।

जाँच विधि

मास स्पेक्ट्रोमेट्री (एमएस) का उपयोग गैस क्रोमैटोग्राफी, उच्च-प्रदर्शन तरल क्रोमैटोग्राफी, या केशिका वैद्युतकणसंचलन द्वारा वैकल्पिक पृथक्करण के पश्चात मेटाबोलाइट्स की पहचान और मात्रा निर्धारित करने के लिए किया जाता है। जीसी एमएस विकसित होने वाली पहली हाइफ़नेटेड तकनीक थी। पहचान भिन्न -भिन्न पैटर्न का लाभ उठाती है जिसमें टुकड़े का विश्लेषण किया जाता है। इन पैटर्न को मास स्पेक्ट्रल फ़िंगरप्रिंट के रूप में सोचा जा सकता है। ऐसे पुस्तकालय उपस्थित हैं जो इस फ्रेगमेंटेशन पैटर्न के अनुसार मेटाबोलाइट की पहचान की अनुमति देते हैं . एमएस संवेदनशील भी है और बहुत विशिष्ट भी हो सकता है। ऐसी अनेक तकनीकें भी हैं जो एमएस को स्टैंड-अलोन तकनीक के रूप में उपय�