阵列微流控芯片色谱的研制及其在溶血磷脂类代谢物分析中的应用

寻找特异性肿瘤标记物一直是肺癌早期诊断的研究热点。我们前期通过超高效液相色谱-质谱（UHPLC-MS）联用代谢组学技术对24例临床样本的筛查，发现了5种溶血卵磷脂在健康人和肺癌患者间存在显著差异，可望成为肺癌的特异性肿瘤标记物。更大样本量的筛查可以证实我们的推断、发现新的肺癌肿瘤标记物并对其细化分类，但受制于UHPLC-MS的低通量和高成本而难于实现。新型微流控芯片液相色谱具有高通量、低成本的优势，理论上可以解决该问题。本项目拟构建以整体材料为分离介质、具有与质谱联用接口的新型阵列微流控芯片液相色谱，通过与四级杆飞行时间质谱联用，基于代谢组学分析手段，对250-300例早晚期肺癌患者血液以及组织中溶血磷脂类代谢物进行高通量分析。本项目的研究结果不仅可以为不同时期和不同病理类型的肺癌标记物的寻找提供新的方法，而且对肺癌的早期诊断、个体化治疗以及过度治疗的减少均具有重要的指导意义。

肺癌是威胁人类生命健康的主要恶性肿瘤之一。寻找特异性肿瘤标记物一直是肺癌早期诊断的研究热点，很多学者利用代谢组学方法成功的找到乳腺癌、前列腺癌等恶性肿瘤的肿瘤标志物。所以我们利用代谢组学及基因芯片在寻找肺癌肿瘤标志物方面做了一些工作，具体如下：.（一）建立超高效液相色谱-质谱技术在肺癌肿瘤标志物中的筛选. 对健康人和肺癌患者的血浆进行前处理，建立超高效液相色谱-质谱联用仪检测，对数据进行处理及分析。结果：健康人和肺癌患者经代谢组学方法得到很好的区分，定性研究得到肉碱、脂肪酰胺、溶血卵磷脂、鞘氨醇、游离脂肪酸五个差异性代谢产物。因肺癌主要发生在肺上皮细胞，而溶血卵磷脂烷基转移酶 (LPCAT1)主要存在于肺上皮细胞中，因此，我们推断肺癌发生可能导致LPCAT1酶活性的部分丧失或功能异常，而溶血卵磷脂(lysoPC)作为LPCAT1酶的底物则可能成为肺癌特异性的肿瘤标志物。.（二）利用超高效液相色谱-质谱联用对溶血卵磷脂进行分析. 利用血浆样品前处理方法，结合亲水作用色谱及色谱-质谱表征方法，实现了28种溶血卵磷脂的分离和表征，并应用于健康人和肺癌患者的血浆。结果：5种溶血卵磷脂在健康人和患者间有显著差异。该结果证实了lysoPC作为LPCAT1酶的底物可能成为肺癌特异性肿瘤标志物。.（三）利用超高效液相色谱-质谱技术对肺癌样品进行临床分析. 小细胞肺癌在CR及PR阶段的化放疗前后，一些脂质显著升高；而SD阶段差异很小。所有肺癌病人，多数脂质放疗后显著上升，PR阶段最为显著。结论：因超高效液相色谱-质谱技术对样品和溶剂需求量大、分析时间长、低通量和高成本的限制，虽发现一些治疗前后有明显变化的脂质，但难以实现寻找一种特异性肿瘤标记物的目标。.（四）建立微流控芯片技术及其对肺癌患者血液中肿瘤标志物的检测 . 新型微流控芯片具有高通量、低成本的优势，理论上可以解决该问题。于是我们建立了微流控芯片联合表面增强拉曼光谱技术。并将此技术应用于检测常用肿瘤标志物--CEA，与常用ELISA方法比较，不仅提高了检测率及检测敏感度，而且缩短了检测时间。微流控芯片技术具有高灵敏度、高特异性、快速、经济的特点，为以后早期肺癌的诊断提供依据。