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还在为脂质鉴定及碳碳双键定位烦恼?解决方案在这里!

来源:沃特世 阅读数:265 时间:2020-06-05 09:01:00


近年来,日新月异的质谱(MS)技术早已成为脂质组学研究的关键平台。采用质谱技术进行脂质组学的研究已使不少相关的技术关键点成为脂质分析的常态, 比如:脂质的种类、脂肪酰基/烷基组成,甚至脂肪酰基/烷基链的sn位置信息。但是,脂质组学研究里仍有一些诸如“如何定位与定量脂质化合物不饱和脂肪酸链上的碳碳双键(C=C)”的技术难点尚需攻破。


文献报道:


对于一些含不饱和脂肪酸的脂类化合物,即便它们分子量相同,其生理作用也会因C=C位置不同而有差异[1,2]。近年来,清华大学的瑕瑜团队率先报道了使用Paternò-Büchi (PB)光化学反应,借助液质联用平台,能够快速对复杂脂类混合物中的不饱和脂质进行定性同时对C=C位置进行鉴定[3-5]基本流程图



丙酮做为PB反应试剂被加入流动相中。当流动相带着样品流经PB光化学反应器(Ω Analyzer)时,在紫外光254 nm波长照射下,脂质样品中的不饱和脂肪酸在每一个C=C位置皆与丙酮发生反应,其产物为一对M+58 Da的化合物。这对产物在质谱MSMS条件下即可碎裂产生质量差为26 Da的诊断离子对,可以用来判断双键位置。每一对Δ26的离子代表一个C=C,依其质量数可判断双键所在位置。



沃特世和清谱科技联合推出脂质鉴定及双键定位解决方案:沃特世超高效液相色谱(UPLC)+ PURSPEC光化学反应器(Ω Analyzer)+ 沃特世四极杆飞行时间串联质谱(QTof MS)系统,如下图所示。UPLC HILIC快速分离脂质类别,Ω Analyzer进行PB光化学反应,QTof质谱仪进行检测。




ΩAnalyzer 在线串联于UPLC和QTof之间,100 µg/mL浓度的牛肝提取物,如下图所示,样品经BEH HILIC色谱柱(100*2.1 mm, 1.7 µm)按脂质类别进行分离。


图中所标:PE为脑磷脂;PC为卵磷脂;SM为鞘磷脂

以磷脂类成分PE 16:0_18:1 (Δ9)为例诠释如何3针进样完成复杂脂类样品中脂质的鉴定:



第一针: 

采集ESI+ MSE数据,获得脂质分子离子信息,且通过特征碎片、中性丢失辅助元素组成得到脂质的类别信息;





第二针: 

根据第一针的信息采集ESI- MS/MS数据,判断磷脂连接的脂肪酰基链组成;




第三针: 

开启Ω Analyzer,样品在线与流动相中的丙酮进行PB反应,根据第一针的信息采集[M+58]+ 的ESI+ MS/MS数据。每个C=C会对应一个质量差为26 Da的诊断离子对,从而确认及判断双键的数量与位置。



此方法对于磷脂异构体及多双键位置的判断同样有效,更多信息可到Waters官网下载相关技术简报,UPLC/QTof MS结合在线PB光化学反应快速检测复杂体系中脂质成分准确鉴定脂肪酸侧链的C=C双键位置技术简报Waters UPLC-QTof质谱系统与PURSPEC Ω Analyzer 光化学反应器串联结合,形成脂质组学定性及双键定位系统,3针进样可高效快速地对复杂脂类体系中的不同脂质成分进行精准分析,包括C=C位置的定位,实现对C=C位置异构体的相对定量,大大提升科研工作者的工作效率。



Waters UPLC-QTof质谱系统与PURSPEC Ω Analyzer 光化学反应器串联结合,形成脂质组学定性及双键定位系统,3针进样可高效快速地对复杂脂类体系中的不同脂质成分进行精准分析,包括C=C位置的定位,实现对C=C位置异构体的相对定量,大大提升科研工作者的工作效率。


应用优势总结



✔ Waters UPLC/QTof 质谱系统在线连接PURSPEC Ω Analyzer光化学反应器实现快速高效复杂样品中脂质成分精准分析;

✔ 3针进样快速解析复杂样品中脂质种类,获得脂类化合物中脂肪酰基/烷基链信息,以及鉴定脂类化合物不饱和脂肪酸侧链上C=C双键的数量及位置;

✔ Waters MassLynx数据采集软件与PURSPEC C=C双键分析软件通过Waters Symphony 软件平台连接使得数据采集处理分析自动进行并快速得出结果。



参考文献

[1] Corda D, De Matteis MA. Lipid Signalling in Health and Disease. FEBS J. 2013, 280 (24): 6280.

[2] Masoodi M, Kuda O, Rossmeisl M, Flachs P, Kopecky J. Lipid Signaling in Adipose Tissue: Connecting Inflammation & Metabolism. Biochim Biophys Acta. 2015, 1851 (4), 503-18.

[3] Ma X, Xia Y.  Pinpointing Double Bonds in Lipids by Paternò–Büchi Reactions and Mass Spectrometry,Angew Chem Int Ed Engl. 2014, 53 (10), 2592-6.

[4] Ma X, Chong L, Tian R, Shi R, Hu TY, Ouyang Z, Xia Y. Identification and quantitation of lipid C=C location isomers: A shotgun lipidomics approach enabled by photochemical reaction. Proc Natl Acad Sci USA. 2016, 113 (10): 2573-8.

[5] Zhang W, Zhang D, Chen Q, Wu J, Ouyang Z, Xia Y. Online photochemical derivatization enables comprehensive mass spectrometric analysis of unsaturated phospholipid isomers. Nat Commun. 2019, 10 (1): 79