代謝組學
捕捉表型變化的直接訊號，精確量化代謝產物，直觀反映生物體的生理狀態響應。
短鏈脂肪酸
短鏈脂肪酸（Short-Chain Fatty Acids, SCFAs）為碳鏈小於 6 個碳原子的有機脂肪酸，包括乙酸、丙酸、丁酸、異丁酸、戊酸、異戊酸。腸道微生物經短鏈脂肪酸對膳食纖維與抗酶解澱粉發酵，其於生物健康的重要性已被揭示。SCFA 將宿主營養與維持腸道恆定聯繫起來，特別是丁酸具重要腸道與免疫調節功能，對腸道功能與宿主免疫影響及人體健康具重要意義。
原理介紹
短鏈脂肪酸測定方法包括氣相層析法（GC）、氣相層析–質譜聯用法（GC-MS）、高效液相層析法（HPLC）等。各方法優缺點不同，適用不同樣品與檢測需求。氣相層析法因高靈敏度與高特異性，適用多種短鏈脂肪酸定量分析；氣相層析–質譜聯用法結合 GC 分離能力與 MS 鑑定能力，適合複雜樣品分析；高效液相層析法則適用某些特定短鏈脂肪酸檢測。樣本採集與處理、SCFAs 萃取與氣相層析分析為短鏈脂肪酸測定三個關鍵步驟。
文獻案例
《Life Metabolism》所刊 “Circulating short-chain and branched short-chain fatty acids and the risk of incident type 2 diabetes: findings from the 4C Study” 基於中國心臟代謝疾病與癌症隊列（4C）的大型前瞻性資料（納入 3414 名參與者），首次系統分析循環中短鏈脂肪酸（SCFAs，如乙酸、丙酸、丁酸）及支鏈短鏈脂肪酸（BCFAs）與第二型糖尿病（T2DM）發病風險的關聯。總 SCFAs、總 BCFAs 及異戊酸與 T2DM 發生顯著相關（P<0.05）；女性血清中總 SCFAs 及丙酸水平每升高 1 個標準差（SD），T2DM 風險分別增加 16%（OR=1.16，95%CI：1.05–1.29）與 18%（OR=1.18，95%CI：1.07–1.31），而男性中未發現顯著關聯；於女性中，總 BCFAs 及異戊酸與 T2DM 的關聯部分由甘油三酯、胰島素阻抗及 β 細胞功能中介，但總 SCFAs 及丙酸的關聯未顯示顯著中介效應。研究揭示循環 SCFAs（尤其丙酸）於 T2DM 性別差異中的潛在作用，為 T2DM 精準預防提供新線索。
送樣標準
≥0.5g；
血清/血漿≥1mL（常規檢測）、≥3mL（低豐度 SCFAs）；
腸道內容物≥0.3g；腸道組織≥100mg；
腸道菌群培養物≥1×10⁶；腸上皮細胞≥5×10⁶。
交付內容
資料品質控制報告
樣本品質：SCFAs 萃取回收率、純度；檢測品質：SCFAs 分離度、Q30 比例、質量精度； 定量品質：標準曲線線性關係、日內/日間 CV 值（≤10%）、內標回收率； 品質管控樣本（QC）分析：QC 樣本 SCFAs 峰面積 RSD（≤15%）、聚類效果（PCA 圖中 QC 樣本聚集）。
SCFAs 定量與註釋結果
定量矩陣：所有檢測 SCFAs（乙酸、丙酸、丁酸等）之絕對濃度、組間 FC 值、P 值； 差異分析結果：顯著差異 SCFAs 清單、火山圖、熱圖； 資料庫註釋：SCFAs 化學結構、生理功能、產生菌關聯（STRING 資料庫）、代謝路徑歸屬（KEGG 資料庫）。
功能分析結果
代謝路徑富集：KEGG 富集散點圖（Top10 路徑），聚焦 SCFAs 參與之核心代謝路徑（如丁酸代謝、乙酸轉化路徑）； 關聯分析：SCFAs 與臨床指標、腸道菌群豐度的相關性熱圖； 標誌物篩選：單一 SCFAs 的 ROC 曲線、組合標誌物診斷效能（AUC 值、靈敏度、特異性）。
分析與解讀報告
核心結論：SCFAs 整體分布特徵、關鍵差異亞型、與研究表型關聯強度； 結果解讀：差異 SCFAs 之生物學意義、潛在調控機制假說。
常見問題
關鍵在快速處理、穩定化：①採集後 1 小時內完成均質化與萃取，或立即添入酸化穩定劑，降低 SCFAs 解離與揮發；②萃取過程全程低溫（4℃）操作，避免高溫；③採密封離心管，減少萃取過程開蓋次數；④樣本長期保存須 -80℃ 凍存，分裝為小體積，避免反覆凍融（≤2 次）。
經富集、技術優化達成：①樣本層面：增加起始樣本量，採「液–液萃取＋固相萃取（SPE）」聯合富集，提升低豐度 SCFAs 濃度；②檢測層面：優化層析梯度、提高質譜掃描次數（≥20 次/峰）、採 MRM 模式增強特異性；③衍生化優化：選靈敏度更高衍生化試劑，提升質譜響應。
多重驗證確保可靠性：①標準曲線驗證：採 5–8 個濃度梯度 SCFAs 混合標準品建構標準曲線（R²≥0.99）；②內標校正：添入 ¹³C 標記 SCFAs 內標，校正萃取損失與基質效應；③交叉驗證：以 GC-MS 與 LC-MS 平行檢測同一批樣本，結果偏差≤15%；④回收率驗證：向樣本添入已知濃度 SCFAs 標準品，回收率控制於 90%–110%。
核心為「菌相–代謝物」互作網絡建構：①相關性分析：計算 SCFAs 濃度與產 SCFAs 菌豐度的 Pearson/Spearman 相關係數；②因果驗證：經糞便移植、益生菌干預實驗，驗證菌群變化是否伴隨 SCFAs 水平同步改變；③路徑整合：結合 KEGG 路徑，建構「菌群→SCFAs→宿主代謝」調控軸，視覺化核心互作關係。
