2019年，瑕瑜课题组与欧阳证课题组合作在Nature Communications杂志上发表了题为“Online photochemical derivatization enables comprehensive mass spectrometric analysis of unsaturated phospholipid isomers”的论文。本文的通讯作者是清华大学精密仪器系欧阳证教授和化学系瑕瑜教授，其指导的博士后Wenpeng Zhang为本文第一作者，发表单位为清华大学精密仪器系和化学系，普渡大学化学系以及东风总医院。

内容摘要：

脂质在不同生物的细胞结构，信号传导，细胞器组成和能量存储方面有重要作用。基于质谱(MS)的脂质结构解析广泛用于代谢通路研究，组织成像，生物标志物发现等方面。传统的串连质谱方法能鉴定脂质的脂肪酸链信息但不能确定碳碳双键位置(C=C)信息。C=C特异性的Paternò–Büchi(PB)反应与串连质谱结合已通过鸟枪法被验证能用于双键位置异构体的鉴定。

考虑到色谱-质谱联用(LC-MS)常用于高通量的脂质组学分析，清华大学的欧阳证课题组和瑕瑜课题组发展了一种在线的色谱-PB反应-串级质谱（LC-PB-MS/MS）联用的分析流程，旨在大规模的脂质双键异构体鉴定。这一流程能在无需内标的情况下精确检测脂质双键异构体的相对组成变化。同时，该分析流程获得了不同于传统脂质鉴定方法范围的信息，即发现了人类乳腺癌组织和2型糖尿病(T2D)血浆样本中一系列脂质C=C位置异构体的相对比例的显著变化。

在线LC-PB-MS/MS如图一a所示，脂质样品首先通过亲水作用色谱（HILIC）实现不同脂质种类脂质的分离，再通过微流反应器实现PB反应，最后经串连质谱获得双键诊断离子信息。脂质的结构鉴定流程则如图一b所示，首先通过两步的色谱-串连质谱(LC-MS/MS)联用方法获得脂质的子类信息和链组成信息，再通过在线LC-PB-MS/MS分析，和数据处理软件的方法对PB-MS/MS谱图的处理，可得脂质双键位置结构信息。

图一，a)在线LC-PB-MS/MS分析方法 b)脂质子类，链信息，双键异构体鉴定的分析流程。

在此文中，依次展示了LC-PB-MS/MS分析流程对牛肝脏提取物，人乳腺癌组织和T2D组织的分析结果。针对牛肝脏提取物的分析验证了1）脂质链信息鉴定对于复杂样品中双键归属的重要性，2）亲水作用色谱能降低复杂样品中的离子抑制作用，3）大部分经链信息鉴定的不饱和脂质都能在LC-PB-MS/MS中鉴定出双键位置。在人乳腺癌组织和正常组织对照以及2型糖尿病血浆与正常血浆对照的分析中，发现具有C18:1链的脂质中多含有9位(Δ9)和11位(Δ11)的双键异构体，且在同种组织中相对含量的比例较稳定，在不同组织中能显示出显著的差异性。

如图二所示，根据包含C18:1脂质中Δ9/Δ11双键异构体的相对比例，能通过聚类分析实现正常和异常组织的区分。其中，在2型糖尿病血浆和正常血浆对比中，突破了需要大量生物样品进行统计区分的限制，实现了少量生物样品监测脂质C=C位置异构体来发现潜在的生物标志物的功能。

图二，血小板和血浆中C18:1 Δ9/Δ11异构体比例比较。

结论，该工作将PB-MS/MS与LC结合，实现了大规模的脂质结构分析。乳腺癌及2型糖尿病样品的分析结果显示，磷脂双键异构体的比值在同类样品中更加稳定，有望成为更加灵敏的疾病诊断脂质标志物。

本文编辑：张东晖   审核：张文鹏

本文链接：

https://doi.org/10.1038/s41467-018-07963-8

本文引用：10.1038/s41467-018-07963-8