短链脂肪酸(SCFAs)作为肠道微生物代谢的核心产物,其浓度检测在代谢疾病、免疫调控等研究中至关重要。然而,血清与血浆的预处理差异可能导致检测结果偏差。本文将深入剖析两者的差异,分析血清与血浆在短链脂肪酸检测中的优劣,为科研人员提供选择指南。
一、短链脂肪酸检测的重要性
短链脂肪酸作为肠道微生物代谢的关键产物,在人体健康与疾病研究中扮演着核心角色。其在代谢疾病、免疫调控、神经功能调节等多方面的潜在影响,使得准确检测短链脂肪酸浓度成为众多科研项目的关键环节。例如,在糖尿病研究中,肠道短链脂肪酸水平与胰岛素敏感性密切相关;在炎症性肠病研究里,短链脂肪酸的含量变化能反映肠道炎症状态。
二、血清与血浆:样本制备基础差异
血清是血液凝固后,经离心去除血细胞和纤维蛋白等成分所得的淡黄色透明液体。而血浆则是通过在全血中加入抗凝剂,经离心分离血细胞后得到的液体部分。这一制备过程的差异,从根源上决定了两者在短链脂肪酸检测中的不同表现。
三、抗凝剂干扰:血浆检测的挑战
(一)对衍生化反应的影响
血浆制备过程中添加的 EDTA、肝素等抗凝剂,可能会螯合金属离子。在短链脂肪酸检测常用的衍生化反应中,金属离子往往是反应的催化剂或参与物质。
(二)色谱图干扰
抗凝剂还可能引入外源性峰,干扰 GC-MS/MS 等色谱分析方法的基线。在一项模拟实验中,对比添加抗凝剂的血浆样本与未添加抗凝剂的血清样本的 GC-MS/MS 色谱图,发现血浆样本色谱图中出现了多处异常峰,这些峰与短链脂肪酸的特征峰相互重叠,严重干扰了短链脂肪酸的定性与定量分析。而血清样本由于未受抗凝剂影响,色谱图基线平稳,短链脂肪酸特征峰清晰可辨。
四、凝血过程对 SCFAs 的影响
(一)血清凝固的影响争议
一直以来,存在血清在凝固过程中可能导致短链脂肪酸降解的争议。但大量实验数据表明,这种担忧相对较小。在一项针对 50 名同一供体的血清 / 血浆样本对比研究中,发现血清中乙酸、丙酸等主要短链脂肪酸浓度波动≤5%。这意味着血清在凝固过程中,短链脂肪酸的稳定性相对较高。
(二)血浆代谢流失风险
与之形成对比的是,血浆样本存在代谢流失风险。特别是在冷藏条件下,如果 30 分钟内未及时处理样本,因离心延迟,血浆中短链脂肪酸可能出现 3.2%-8.7% 的代谢流失。这主要是因为血小板活化释放的代谢酶会加速血浆中短链脂肪酸的分解,如 2024 年《Nature Metabolism》发表的研究揭示了这一机制。
五、特殊研究场景下的样本选择
(一)急性期代谢动力学研究
在这类研究中,血浆样本具有优势。例如,在急性炎症反应研究中,需要快速获取短链脂肪酸在急性期的代谢变化数据。血浆样本能够通过快速分离(≤15min),有效减少红细胞代谢产物对短链脂肪酸检测的干扰,从而清晰地捕捉到炎症发生初期短链脂肪酸的动态变化,为揭示急性炎症的代谢机制提供关键数据。
(二)长期队列生物标志物分析
对于长期队列研究,血清样本是更好的选择。血清样本在 - 80℃冻存条件下,6 个月内稳定性高达 98.2%。在一项针对慢性疾病风险预测的长期队列研究中,研究团队采集了数千名参与者的样本,并将血清样本在 - 80℃条件下长期冻存。经过 6 个月的随访和二次检测,发现血清样本中的短链脂肪酸含量稳定性极高,保证了不同时间点采集样本数据的一致性和可靠性,为后续建立慢性疾病生物标志物模型奠定了坚实基础。
急性期代谢动力学研究 | 血浆 | 快速分离(≤15min)减少红细胞代谢干扰 |
长期队列生物标志物分析 | 血清 | -80℃冻存6个月内稳定性高达98.2% |
六、推荐建议
血浆在短链脂肪酸检测中具有更高的稳定性和灵敏度,更适合用于代谢组学研究和临床样本分析。然而,血清样本也可以通过优化前处理方法实现高灵敏度检测,适用于某些特定的研究场景。
在短链脂肪酸检测中,选择血浆作为样本类型通常是更优的选择,尤其是在需要高稳定性和灵敏度的代谢组学研究中。然而,科研人员也应根据具体的研究目的和实验条件,灵活选择样本类型,并优化检测方法以获得最可靠的结果。
希望本文的分析能够为科研人员在短链脂肪酸检测中选择合适的样本类型提供参考。