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在代谢组学研究中，最常用的样本前处理方式是有机溶剂沉淀蛋白，接着使用高速离心或者超滤技术移除沉淀。使用有机溶剂进行蛋白沉淀，可以帮助我们同时提取亲脂性和亲水性化合物，但是所提取的代谢物的回收率则受提取溶剂或混合提取溶剂的性质以及溶剂/样本比例决定。
根据能斯特方程可以得出，如果使用相同溶剂对样本进行连续地提取可以提高提取效率，并且是提取更加完全，但是，需要注意的是，用同一种溶剂连续对样本进行提取很少在代谢组学文章中被报道。研究者们喜欢用有机溶剂进行一步提取的原因主要两个，第一是缩短前处理时间以达到高通量分析的目的；第二个是为了避免过多的提取出不需要的代谢物。例如，使用甲醇作为提取溶剂对血浆进行一步提取，血浆中的甘油三酯和胆固醇酯类化合物不会被有效地提取，但是，这些化合物是可以被仪器检测到。既然进行一步提取后的提取液中仍然包含着大量的其他成分（如磷脂类）可能影响质谱的分析，还可能降低色谱柱（如气象色谱柱）的寿命，所以如果针对某一类成分进行研究，则需要对提取物进行进一步的纯化。
在代谢组学样本前处理过程中，代谢物的损失是不可避免的，原因包括：与蛋白类大分子共沉淀；代谢物不能溶于提取溶剂或者在提取溶剂中的溶解度很差；由于代谢物在样本中的含量太高而引起的溶剂饱和现象。总的来说，以上这些影响都是由样本的基质决定的，这也是为什么在代谢组学研究中，针对不同的生物样本会建立不同的提取方法。
使用有机溶剂进行蛋白沉淀的方法都可以使用蛋白移除率，代谢物的覆盖面以及精密度进行评价方法的好坏。以人的血浆为例，有研究指出使用乙腈或者丙酮可以达到较好的蛋白移除效果，但是如果使用甲醇，甲醇/乙腈，甲醇/乙腈/丙酮混合溶剂，可以有效地提高代谢物覆盖面 [1]。对于血清样本而言，研究指出丙酮和甲醇可以有效地移除大分子蛋白，如果使用甲醇或者乙腈则可以有效的提取样本中的极性代谢物 [2]。
对于大样本量的分析来说，由于需要大量的人工操作，这种以使用有机溶剂进行蛋白沉淀的步骤可能会降低整个实验的通量。因此，近期很多公司都推出了使用96孔板模块进行自动蛋白沉淀的装置，如Captiva（安捷伦）、HyperSep（赛默飞）、Sirocco（沃特世）、Impact（Phenomenes）、Protein Precipitation Filter Plate（Supleco）等。先将生物液体加入96孔板，然后加入有机溶剂（如甲醇、乙腈/水、甲醇/水等）进行蛋白沉淀。接着，将96孔板加盖，混匀，然后将板放入真空装置过滤沉淀的蛋白。滤液被收集到一个新的96孔板中，收集好的滤液可以用来直接进行进样分析，也可以进行进一步的处理（如挥干溶剂或者冻干）[3-5]。这些96空装置也可以和多种固相萃取柱相连，用来对提取物进行进一步纯化（如去除磷脂类化合物，或者从生物液体中分离特定代谢或者药物及其代谢物等）。 另一种可以完成自动蛋白沉淀的技术是湍流色谱（turbulent flow chromatography，TFC）。研究者可以使用此项技术对生物样本在不经过任何前处理的情况下进行分析，样本可以直接注入大粒径填料（25-50μm）填充的色谱柱（如 0.5-1mm × 50mm 内径），使用高流速（1.5-5.0 ml/min）进行洗脱，在柱子中产生湍流的效果。在一个很短的洗脱时间内（约0.5分钟），蛋白类物质被冲出，而小分子化合物任然保留在湍流色谱柱中，之后小分子洗脱液被转移到常规色谱柱中进行进一步分离分析[6]。对比使用甲醇进行蛋白沉淀和使用湍流色谱进行样本前处理，二者的提取物经质谱检测后得到的代谢轮廓图有很大差异，特别是对脂质类物质，使用湍流色谱后，脂质类化合物的强度减少了大约10倍 [7]。
参考材料：
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来自： terminator_523 > 《代谢组学》
