脂质化合物中双键结构鉴定的质谱方法研究

Lipids are vital compounds which involved in a plethora of human biological processes. Their bioactive effects are closely related to the structures of specific species, making thorough analyses of these compounds more important. In the present proposal, our primary goal is to establish an efficient acetonitrile (ACN) - assisted mass spectrometry method to characterize double bonds in lipids. Ions produced by ACN under mass spectrometry (MS) (ACN derived ion(s)) can form covalent lipid adducts via their double bonds. MS/MS spectra of these adducts can provide structural details about the double bond-derived diagnostic ions, allowing the unambiguous identification of the number and position of the double bond in the compound. We will analyze the ions produced by different atmospheric pressure ionization (API) with various MS parameters to elucidatethe formational mechanism of the ACN derived ion(s).To take their full advantage in clarifying the double bonds in the lipids, we will further study the interfaces of the ACN derived ion(s) with double bonds of different configuration,in different position, etc. in the same or different class of the lipid. Thus, the ACN assisted double-bound-interpreting MS method that facilitatesa highthroughput and effective identification of lipids will be established and could be referenced to analogous analysis.

脂质参与重要的生命过程，是一类对生物体机能调节极为重要的分子。随着脂质组学研究的深入，人们对脂质组分分离分析方法的要求日益提高，而对脂质组分的鉴定，尤其是分子中双键结构的定性一直是该领域的重点与难点。本项目基于质谱鉴定技术，以不饱和脂质化合物为分析对象，通过乙腈在质谱条件下生成的乙腈诱导离子可以与双键相互作用、裂解成可追溯双键位置的诊断性离子片段的方法对脂质化合物中的双键进行鉴定。首先研究大气压电离质谱条件（不同仪器、离子源）下生成乙腈诱导离子的种类、条件与机理；其次通过让乙腈诱导离子与不同构型、位置的双键相互作用，考察其相互作用的偏好性以及主要影响因素；最后在上述工作的基础之上，阐明乙腈诱导离子与不同种类的脂质化合物相互作用的机制，将之用于指导脂质组学中化合物结构的鉴定。本研究将建立切实可行的表征不饱和脂质化合物中双键结构的方法，为脂质组学研究中不饱和化合物结构的定性提供一个解决方案。

脂质尤其是脂肪酸的分析虽然目前已经作为一个成熟的技术在使用，但由于结构中双键位置、构型等的变化多样，对未知结构的准确定性仍然具有一定的困难。除定性外，在定量分析时对分析要求较高的绝对定量分析，定量方法的选择尤为重要。鉴于此，我们研究了不同碳链长度和双键个数的不饱和脂肪酸在EI源下的裂解规律，讨论、总结了双键位置、个数和碳链长度对所得碎片强度的影响，发现化合物中的双键个数为主要影响因素，同时更改衍生方法可以根据质谱碎片强度的差异辅助结构定性；随后考察了绝对定量常用的内标定量和外标定量方法以及在采用内标定量时不同内标的选择对脂肪酸绝对定量结果的影响。结果发现，外标法的定量结果完全可以媲美多内标法的结果，与真实值的较接近，但是单内标包括脂肪酸分析常用的C17: 0做内标的定量结果都偏离真实值较多。推荐在分析要求较高的定量实验中采用外标或是多内标定量的方法，常规单内标的差值较大。.针对目前代谢组学样品的特点，为了尽可能保留样品信息又使样品中性质差异较大的化合物都能得到最佳的色谱分离分析，同时节约样品，建立了同时分析极性和非极性化合物的LC-GC/MS方法并将之用于急性胰腺癌的代谢组学研究，该方法的优点是既可以最大化保留样品信息还避免了信息冗余同时节省样本，而且样本在最优色谱条件下进行分析，保证了数据质量。以血样为例，我们将该方法的结果与常规血样的LC/MS和GC/MS分析结果进行了对比，获得了比后两种方法任一种都多得信息。将该方法用于急性胰腺癌的代谢组学研究，分别对LC-GC/MS方法两种技术采集的数据进行处理，多元统计分析结果表明潜在差异代谢物主要为极性的氨基酸及相关化合物和非极性脂质组分，二者皆与体内的能量代谢和蛋白质平衡相关，为进一步了解胰腺癌的生理状态及其诊断治疗提供了分子基础。.