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前沿 | 深度解析脂質(zhì)精細(xì)結(jié)構(gòu)，揭示疾病機(jī)理新線索
脂質(zhì)組學(xué)是當(dāng)代生命科學(xué)領(lǐng)域的一大研究熱點(diǎn)。安捷倫科技攜手清譜科技，創(chuàng)新推出了一種結(jié)合 Omega Analyzer 和 UHPLC-QTOF 液質(zhì)聯(lián)用系統(tǒng)的全面解決方案，專為脂質(zhì)碳碳雙鍵 (C=C) 異構(gòu)體的組學(xué)研究而設(shè)計(jì)。這一創(chuàng)新技術(shù)無需儀器改造，即可實(shí)現(xiàn)高靈敏度、自動(dòng)化的脂質(zhì)深度結(jié)構(gòu)分析，幫助研究人員快速洞察生物標(biāo)志物和疾病機(jī)制。
圖 1. 精細(xì)結(jié)構(gòu)脂質(zhì)組學(xué)分析系統(tǒng)
背景介紹
探索脂質(zhì)中的“秘密武器”
脂質(zhì)廣泛存在于生物體內(nèi)，不僅是生物膜的重要組成部分，還在能量存儲(chǔ)、代謝調(diào)節(jié)等方面起著關(guān)鍵作用。研究表明，脂質(zhì)的細(xì)微結(jié)構(gòu)差異會(huì)顯著影響生物體的功能和健康。因此，對(duì)脂質(zhì)結(jié)構(gòu)的深入解析，尤其是碳碳雙鍵異構(gòu)體的分析，對(duì)于探索脂質(zhì)生物標(biāo)志物，乃至研究疾病的發(fā)病機(jī)制都至關(guān)重要。
然而，脂質(zhì)組學(xué)中的挑戰(zhàn)在于結(jié)構(gòu)復(fù)雜且精細(xì)，傳統(tǒng)分析方法能夠分析脂質(zhì)中雙鍵的個(gè)數(shù)，卻無法確定雙鍵的精確位置。安捷倫與清譜公司合作推出的 脂質(zhì)精細(xì)結(jié)構(gòu)分析系統(tǒng)利用 Paternò-Bùchi (PB) 光化學(xué)衍生反應(yīng)技術(shù)，成功克服了這一難題，為脂質(zhì)結(jié)構(gòu)解析開辟了新途徑。
圖 2. 基于 Omega Analyzer 和 UHPLC-QTOF 的精細(xì)結(jié)構(gòu)脂質(zhì)組學(xué)方案
技術(shù)亮點(diǎn)
Omega Analyzer + UHPLC-QTOF，
助力脂質(zhì)組學(xué)分析新飛躍
高靈敏度 C=C 位置異構(gòu)體解析
將丙酮作為在線 PB 反應(yīng)試劑，通過診斷離子，可以高靈敏度地檢測(cè)脂質(zhì)中碳碳雙鍵的位置。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該系統(tǒng)在分析低豐度脂質(zhì)樣品時(shí)，依然能夠提供精確的 C=C 結(jié)構(gòu)信息，極大提高了脂質(zhì)分析的深度。
圖 3. 五種脂質(zhì)的總離子流色譜圖、LC–PB–MS/MS 譜圖和方法檢出限
高覆蓋度和強(qiáng)穩(wěn)定性
該系統(tǒng)具備高度的脂質(zhì)覆蓋能力，可對(duì)磷脂、鞘脂等多種脂質(zhì)亞類進(jìn)行定性與定量分析，支持多維度的結(jié)構(gòu)解析。通過該系統(tǒng)，研究人員能夠鑒定出幾百種脂質(zhì) C=C 異構(gòu)體，助力大規(guī)模脂質(zhì)組學(xué)研究。另外，在超過 12 小時(shí)的連續(xù)實(shí)驗(yàn)中，展現(xiàn)出良好的穩(wěn)定性。
圖 4. 在牛肝極性脂質(zhì)提取物中鑒定出的脂質(zhì)占比和方法穩(wěn)定性（12 小時(shí)）
自動(dòng)化高通量分析
該系統(tǒng)結(jié)合了非靶向與靶向的分析模式，并開發(fā)了全自動(dòng)三步工作流程：脂質(zhì)亞類分析，脂鏈組成分析和 C=C 位置分析。這一流程完全自動(dòng)化運(yùn)行，能夠在短時(shí)間內(nèi)處理大量復(fù)雜樣本，實(shí)現(xiàn)高通量的深度結(jié)構(gòu)分析。
圖 5. 全程自動(dòng)化分析流程
應(yīng)用案例
乳腺癌細(xì)胞侵襲性研究中的突破
在乳腺癌細(xì)胞系 BT-474 和 MDA-MB-231 的研究中，研究人員利用該系統(tǒng)對(duì)磷脂 C=C 異構(gòu)體進(jìn)行定量分析。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，這兩種細(xì)胞系中磷脂 C=C 異構(gòu)體的比例存在顯著差異。在 MDA-MB-231 中，PC (16:1(Δ9/(Δ6+Δ7+Δ9))_20:2)、PC ( 1 6 : 1 ( Δ 9 / ( Δ 6 + Δ 7 + Δ 9 ) ) _ 2 0 : 1 ) 與 PC (14:0_18:1(Δ9/(Δ8+Δ9+Δ11))) 等脂質(zhì) C=C 異構(gòu)體比值下調(diào)，而 PC (14:0_18:1(Δ8/(Δ8+Δ9+Δ11)))、PC (16:1_18:1(Δ8/(Δ8+Δ9+Δ11))) 與 PC (16:1(Δ6/(Δ6+Δ7+Δ9))_18:0) 等脂質(zhì) C=C 異構(gòu)體比值上調(diào)。這些差異為乳腺癌侵襲性研究提供了重要的生物學(xué)信息，表明磷脂 C=C 位置與癌細(xì)胞侵襲性可能存在關(guān)聯(lián)。
圖 6. 乳腺癌細(xì)胞系 BT-474 和 MDA-MB-231中的脂質(zhì)精細(xì)結(jié)構(gòu)定量分析結(jié)果
結(jié)語(yǔ)：開啟脂質(zhì)組學(xué)研究新篇章
Omega Analyzer 系統(tǒng)與安捷倫 UHPLC-QTOF 高分辨質(zhì)譜的強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合，實(shí)現(xiàn)了對(duì)各類生物樣品中脂質(zhì) C=C 異構(gòu)體的全自動(dòng)化、高通量分析，開辟了探索脂質(zhì)結(jié)構(gòu)與疾病關(guān)聯(lián)的新途徑。該方案與安捷倫常規(guī)脂質(zhì)組學(xué)、二維液質(zhì)分離以及離子淌度質(zhì)譜脂質(zhì)結(jié)構(gòu)分析等的先進(jìn)技術(shù)，共同構(gòu)建了脂質(zhì)組學(xué)研究的全方位解決方案。除了在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用之外，這一技術(shù)在中藥、農(nóng)業(yè)、營(yíng)養(yǎng)等多個(gè)領(lǐng)域的研究中也將發(fā)揮重要作用，助力生命科學(xué)的深入探索。
參考文獻(xiàn)
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4. 安捷倫應(yīng)用報(bào)告，5994-7635ZHCN