文献分享基于亲水作用色谱质谱联用技

脂质组学是代谢组学的新兴分支学科,通过系统分析细胞、体液、组织等脂质及其代谢物(脂质组,lipidome),识别关键的脂生物标志物,反映特定生理状态下脂代谢紊乱疾病脂质的整体变化[1-2]。

脂质是生命体广泛存在的数目巨大、结构各异且易溶于有机溶剂的一类化合物,组成极为复杂,根据极性可分为极性和非极性脂质,根据基本母核和官能团结构又可分为脂肪酸类、甘油酯类、甘油磷脂类、鞘脂类、固醇脂类、孕烯醇酮脂类、糖脂类和多聚乙烯类8类。每大类又可分为若干亚类,如甘油磷脂又被细分19类,最主要的是磷脂酰胆碱(PC)、磷脂酰乙醇胺(PE)、磷脂酰丝氨酸(PS)、磷脂酰甘油(PG)、磷脂酰基醇(PI)、磷脂酸(PA)、溶血性磷脂酰胆碱(LysoPC)。

由于脂质组学基本流程是对全部脂质或某一类脂质进行定性、定量无偏检测,发现不同处理、不同组别、不同组织、不同来源生物样本的脂质代谢轮廓差异性[3],通过模式识别、数据挖掘发现脂质生物标志物,借助现代结构鉴定手段识别并鉴定标志物结构,阐明脂质代谢网络在正常/病理、干预前/后的动态变化特征为其核心目标,故生物样本脂质信息的获取及脂质组样品的分析极为关键。

1脂质组分析的研究现状

根据脂质性质、分析仪器功能及研究目的,质谱(MS)是脂质组学研究最主要的分析仪器,基于电喷雾离子化的“鸟枪法”(shotgunmethod)[4-6]是脂质组学常用的分析方法。样品不经色谱柱分离,直接进样后根据脂质分子不同pH值条件下电荷差异性进行离子源内分离。正、负离子模式下分开检测不同脂质分子。鸟枪法样品前处理简单、样品用量少、分析时间短,但难以分析低丰度脂质,且加入的锂盐会污染质谱,缩短仪器使用寿命。

鸟枪法分析脂质样品时未经色谱柱分离,大量未达到色谱基线分离的化合物极短时间内同时进入离子源会降低其驻留时间及脂质电喷雾离子化效率,进而影响信号稳定性和仪器灵敏度,故适宜的色谱分离对质谱检测就极为关键。

根据色谱分离原理,气相色谱(GC)与质谱联用(GC-MS)能够有效分离脂质,但对分析物挥发性、衍生化的要求制约了GC-MS在脂质组学中的应用。液相色谱对分析物没有挥发性要求,亦无需进行衍生化,可在保留脂质完整信息的前提下实现色谱柱上的良好分离,广泛适用于脂质组学研究,根据液相色谱流动相和色谱柱类型的不同,可分为正相色谱(NPLC)和反相色谱(RPLC)2种分离模式。

脂质溶解性各异,既有水溶性、两亲性脂质,也有大量强亲脂性脂质。从色谱分离模式看,NPLC能够根据特征官能团实现脂质类间分离,但由于NPLC多采用三氯甲烷等水不溶性流动相,其对质谱兼容性差,且不利于溶解极性脂质,由于流动相的强挥发性易引起流动相比例发生细微变化而增加保留时间波动,严重影响脂质定性、定量测定结果的重现性;RPLC根据脂质不饱和度及碳链长度实现脂质类内分离,但不利于脂质类间分离,由于流动相中水相比例较高,非极性脂质溶解性不佳,且强极性、水溶性脂质保留时间过短、分离度较低而信号堆积不利于检测。由此看出,NPLC和RPLC模式进行脂质组学研究各有利弊、各有所长,如何整合分析模式、扬长避短成为脂质组学研究者面临的重要课题。

作为新型色谱分离模式,亲水作用色谱(hydrophilicinteractionliquidchromatography,HILIC)近年来受到越来越多的







































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