清华大学精密仪器系马潇潇、欧阳证课题组于2020年在Nature Communication杂志上发表了题为 “Large-scale lipid analysis with C=C location and sn- position isomer resolving power” 的论文。该文的第一作者为清华大学精密仪器系博士生曹文波。在这项工作中，他们利用2-乙酰吡啶为Paternò-Büchi反应试剂，结合多级质谱技术，实现了对甘油磷脂中碳碳双键 （C=C） 位置和脂肪酸链相对位置（sn）的结构解析以及异构体定量分析。

脂质作为生物体的重要组成部分，在能量储存，信号传导以及细胞膜构建等方面发挥着重要的作用。脂质的结构具有多样性主要来源于端基和脂肪酸链的种类和数量，而且脂肪酸链所在的sn位置以及所含C=C的数量、位置及其顺反结构（cis/trans）进一步增加了脂质结构的复杂性和分析的难度。脂质分子结构特异性对于研究脂质的生物学功能至关重要。然而，目前主流质谱技术难以一次性获得不同层面的脂质结构信息。

在该工作中，他们利用甘油磷脂钠离子加合物的碎裂特点来进行分析。甘油磷脂的钠离子加合物在CID下会去掉头部基团，形成含有二氧戊环的碎裂离子。未经衍生的脂质，该离子的MS³ CID会发生环内碎裂生成丰度较低的sn-特异性离子。为了同时获得碳碳双键的结构信息，他们对不饱和脂质进行光反应衍生（PB）。通过筛选不同的PB反应试剂，他们发现2-乙酰吡啶的衍生产物的MS³分析可同时获得高丰度的C=C和sn位置特异性离子（如图1）。因此可以在MS³谱图中同时得到sn-和C=C位置的特异性诊断离子，进而实现对甘油磷脂sn-和C=C位置异构体的同时鉴定及定量分析。该技术可直接与鸟枪分析法联用，不通过色谱分离即可实现复杂脂质混合物的分析；也可以与液相色谱联用，提高低丰度脂质的分析灵敏度和分析覆盖度。该技术方法简单易行，无需对质谱仪器做改造。

图1

另外，他们将该方法应用到临床样品的分析对人不同亚型的乳腺癌细胞开展了深度脂质组学分析，揭示出脂质C=C异构体组成随乳腺癌细胞侵袭性连续变化，表明脂质C=C异构体有可能作为癌症进展的标志物。此外，通过脂质C=C及sn两类异构体的定性和定量分析，成功地区分出Ⅱ型糖尿病人血浆和人肺癌组织（如图2），表明脂质深度结构分析有用于疾病诊断的潜力。

图2

综上，欧阳证、马潇潇团队发展了一种脂质的大规模、精细结构解析的技术方法。该研究表明了脂质精细结构解析与已有脂质分析方法的深度融合，既有利于脂质结构解析的精细化，也将推动脂质生物学及相关生物医学应用的发展。

本文编辑：赵雪   审核：曹文波

本文链接：https://doi.org/10.1038/s41467-019-14180-4

本文引用：10.1038/s41467-019-14180-4