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根据不同的研究目的可以将代谢组学分为靶向代谢组学和非靶向代谢组学。靶向代谢组学主要是对目标代谢物或已知代谢物进行多重分析；非靶向代谢组学通过高通量分析生物体或系统内的所有代谢物以寻找并筛选关键代谢物进行后续分析。简而言之，靶向代谢组学的研究对象在实验前是确定的，而非靶向代谢组学的研究对象在实验前是不确定的。

靶向代谢组学利用标准品和同位素内标来实现特定代谢物的精准定性和定量分析，但是对物质的覆盖率有限；非靶向代谢组学利用色谱-质谱联用技术或核磁共振技术对生物体的所有代谢物的动态变化进行检测，尽可能多的采集代谢物的信息，虽然通量高，覆盖率广，但是由于缺乏标准品导致不能获取绝对定性和定量数据。因此，在实际应用时，需要根据具体的实验目的进行选择，如果想获取尽可能多的代谢物的信息，可以选择非靶向代谢组学的方法；如果想得到特定代谢物的绝对定性和定量的数据，适合选择靶向代谢组学的方法。