代谢组学主要研究生命体内代谢的全面生化信息，大规模解析生命体内的小分子代谢物及其代谢反应网络，并定量研究基因突变、生理病理变化以及外界环境刺激时生命体内的代谢物的变化，是系统生物学的重要组成部分。在代谢组学技术平台中，目前最常用的分析手段是质谱技术(MS)和核磁共振技术(NMR)。与NMR相比，质谱技术因具有应用范围广、高通量、高选择性和高灵敏度的特点而被更广泛的应用。目前，靶向代谢组学方法学的研究已经初具规模，但是，高通量全覆盖的靶向代谢组学方法还有待开发和改进。本课题主要研究基于质谱技术的高通量、高覆盖的靶向代谢组学方法，该方法着重于大规模定量分析生物样品中的代谢物。本课题首先在实验室已有的靶向方法的基础上，改进并完成了同时靶向检测200个已知代谢物的MRM(Multiple Reaction Monitoring)方法。然后，应用动态多反应监测(Dynamic MRM)方法将该靶向方法检测的已知代谢物数量提高到300个，同时提高检测的灵敏度。最后，结合靶向与非靶向代谢组学的技术，开发完成了一个高通量、高覆盖的靶向代谢组学方法SWATHtoMRM，即从SWATH(Sequential Windowed Acquisition of all THeoretical fragment ions)数据提取样品中所有代谢物的离子对信息供靶向检测。我们从人体尿液样品中提取出2，376个代谢物离子对，并在MRM中成功检测到1，900多个代谢物，检测的成功率达到80％，说明SWATHtoMRM方法可以从SWATH数据中提取可靠的离子对用于靶向检测。而且，SWATH模式的二级采集比率比DDA(Data Dependent Acquisition)模式多20-30％，从SWATH数据中提取的离子对有更广的覆盖率。另外，我们从重现性、灵敏度、动态范围、准确度这几个方面比较了MRM，SWATH_MS1，SWATH_MS2的定量效果，MRM都展现出更好的定量效果。因此，SWATHtoMRM不仅有很高的覆盖率，而且对代谢物有很好的定量效果，显著提升了靶向代谢组学的覆盖范围和通量。