代謝組學和脂質組學已越來越成為生命科學研究的關鍵手段,然而脂質分子的精準結構闡釋、低豐度代謝物的準確定性和定量,依然存在挑戰(zhàn)。
以花生四烯酸為例,其學名為二十碳四烯酸,屬Omega6族長鏈多元不飽和脂肪酸,這種具有四個雙鍵的20碳脂肪酸于1909年由 Percival Hartley 從哺乳動物組織中被分離并鑒定出來。這是在色譜法或任何光譜方法(MS、紅外、UV 或 NMR)出現(xiàn)之前完成的。1913年,根據(jù)其與的花生酸 (C20:0) 的關系,提出了花生四烯酸這一名稱。直到 1940 年,四個雙鍵的位置才被定義為 20 個碳鏈的 5,8,11,14。1961 年報道了全合成,最后,雙鍵的構型被確認為all cis-5,8,11,14。花生四烯酸的結構確證歷經(jīng)約50年,幾代研究者從碳鏈的長度,雙鍵的位置,化學合成等方面對花生四烯酸進行了完整的研究。其中四個雙鍵的位置經(jīng)歷了幾位科學家共同努力才得以確證,其艱難曲折的過程證明了確定雙鍵位置是一個重大的難題和挑戰(zhàn)。假如當時有質譜技術這些研究將變得簡單,SCIEX ZenoTOF™ 7600系統(tǒng)電子活化解離(EAD)技術可以在一次實驗中完成脂質的完整表征,包括鑒定脂質的端基、區(qū)域異構、順/反異構、骨架、雙鍵等,提供脂質組學深度研究的精確視角,同時Zeno™ Trap(Zeno 阱)功能使發(fā)現(xiàn)更低含量的代謝物成為可能。




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質譜作為脂質組學最重要的研究手段之一,在脂質雙鍵異構體的鑒定方面卻面臨著極大的挑戰(zhàn)。這主要是因為在傳統(tǒng)的脂質組學質譜分析中,所采用的碰撞誘導解離技術 (CID),無法使目標物在C=C鍵處斷裂產(chǎn)生與其位置相關的特征離子。ZenoTOF™ 7600系統(tǒng)的電子活化解離技術 (EAD) 可以在單鍵處斷裂,雙鍵處不斷裂,直觀的幫助我們判斷出雙鍵位置,同時這種碎裂模式得到豐度的碎片信息,獲得更多脂質結構診斷信息,可以判斷脂質類別,每條脂肪酸鏈信息和雙鍵位置,很適用于脂質化合物和脂質組學的深度研究。本文使用ZenoTOF™ 7600系統(tǒng)對甘油三酯類化合物進行深度結構解析,一針進樣即可快速得到頭基、特征診斷離子、脂肪酸鏈和雙鍵位置信息,鑒定甘油三酯化合物。



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本文使用ZenoTOF™ 7600系統(tǒng)的電子活化解離技術對脂質結構進行解析,方法具有以下特點:
1.可以一針進樣得到脂質豐富的碎片信息,可以得到頭部基團、脂質骨架、特征診斷離子、脂肪酸鏈和雙鍵位置信息,準確的鑒定出脂質化合物。
2.對于CID技術得到的頭部基團信息一致,需要耗時去區(qū)分的兩大類脂質磷脂酰膽堿(PC)和鞘磷脂(SM),可以直接通過EAD技術得到的二級質譜圖判斷。
3.可優(yōu)化的電子動能(Electron KE)和電子流(Electron beam current)可以得到更豐富和質量好的二級碎片,Zeno™ trap的阱集功能可以使得即使很低的碎片依舊可以得到,更準確的判斷化合物結構。




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Zeno Trap在代謝組學中的應用特點:
1.定量實驗,提高MRMHR(高分辨多重反應監(jiān)測)定量靈敏度;
2.定性實驗,提高數(shù)據(jù)庫匹配的置信度;特別是對低含量化合物,也能獲得優(yōu)異的數(shù)據(jù)庫匹配;
3.大隊列實驗中,配合130 Hz (5 ms/ scan)快速掃描速度,保證化合物的覆蓋率和MS/MS譜圖質量的前提下,至少可以縮減一半的樣品運行時間。

參考文獻:
Martin, Sarah A., Alan R. Brash, and Robert C. Murphy. "The discovery and early structural studies of arachidonic acid." Journal of lipid research 57.7 (2016): 1126-1132.
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