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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| 查看: 3712| 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


上图是原创精华,大家可以细品。


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)
和生物信息(测序仪获得DNA碱基序列信息
);

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。

个人持续看好。


最后,终于说到做菜了。。。

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。












由上图可知:
做质谱、做测序和做菜是差不多的。。。
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。


如果大家想成为个中高手,不妨在以下4方面努力:
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;
3. 多实操,而且是介入全工作流程的实操;
4. 多思考,进行某个环节的微创新,搞出来“新菜式”。


好了,就说这么多。大家自己去悟吧。

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