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脂質(zhì)組學是當代生命科學領(lǐng)域的一大研究熱點。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)體的組學研究而設(shè)計。這一創(chuàng)新技術(shù)無需儀器改造,即可實現(xiàn)高靈敏度、自動化的脂質(zhì)深度結(jié)構(gòu)分析,幫助研究人員快速洞察生物標志物和疾病機制。
圖 1. 精細結(jié)構(gòu)脂質(zhì)組學分析系統(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、代謝調(diào)節(jié)等方面起著關(guān)鍵作用。研究表明,脂質(zhì)的細微結(jié)構(gòu)差異會顯著影響生物體的功能和健康。因此,對脂質(zhì)結(jié)構(gòu)的深入解析,尤其是碳碳雙鍵異構(gòu)體的分析,對于探索脂質(zhì)生物標志物,乃至研究疾病的發(fā)病機制都至關(guān)重要。
然而,脂質(zhì)組學中的挑戰(zhàn)在于結(jié)構(gòu)復(fù)雜且精細,傳統(tǒng)分析方法能夠分析脂質(zhì)中雙鍵的個數(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)精細結(jié)構(gòu)分析系統(tǒng)利用 Paternò-Bùchi (PB) 光化學衍生反應(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 的精細結(jié)構(gòu)脂質(zhì)組學方案
技術(shù)亮點
Omega Analyzer + UHPLC-QTOF,助力脂質(zhì)組學分析新飛躍
1. 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脂質(zhì)中碳碳雙鍵的位置。實驗結(jié)果表明,該系統(tǒng)在分析低豐度脂質(zhì)樣品時,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
2. 高覆蓋度和強穩(wěn)定性
該系統(tǒng)具備高度的脂質(zhì)覆蓋能力,可對磷脂、鞘脂等多種脂質(zhì)亞類進行定性與定量分析,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)組學研究。另外,在超過 12 小時的連續(xù)實驗中,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)
3. 自動化高通量分析
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。這一流程完全自動化運行,能夠在短時間內(nèi)處理大量復(fù)雜樣本,實現(xiàn)高通量的深度結(jié)構(gòu)分析。
圖 5. 全程自動化分析流程
應(yīng)用案例
乳腺癌細胞侵襲性研究中的突破
在乳腺癌細胞系 BT-474 和 MDA-MB-231 的研究中,研究人員利用該系統(tǒng)對磷脂 C=C 異構(gòu)體進行定量分析。結(jié)果發(fā)現(xiàn),這兩種細胞系中磷脂 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信息,表明磷脂 C=C 位置與癌細胞侵襲性可能存在關(guān)聯(lián)。
圖 6. 乳腺癌細胞系 BT-474 和 MDA-MB-231中的脂質(zhì)精細結(jié)構(gòu)定量分析結(jié)果
結(jié)論
開啟脂質(zhì)組學研究新篇章
Omega Analyzer 系統(tǒng)與安捷倫 UHPLC-QTOF 高分辨質(zhì)譜的強強聯(lián)合,實現(xiàn)了對各類生物樣品中脂質(zhì) C=C 異構(gòu)體的全自動化、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、二維液質(zhì)分離以及離子淌度質(zhì)譜脂質(zhì)結(jié)構(gòu)分析等的先進技術(shù),共同構(gòu)建了脂質(zhì)組學研究的全方位解決方案。除了在醫(yī)學領(lǐng)域的應(yīng)用之外,這一技術(shù)在中藥、農(nóng)業(yè)、營養(yǎng)等多個領(lǐng)域的研究中也將發(fā)揮重要作用,助力生命科學的深入探索。
參考文獻:
1. Zhang W, et. al. J Lipid Res. 2022, 63(7):100219
2. Ma, X. et al. Proc. Natl Acad. Sci. USA. 2016, 113, 2573-2578
3. Zhang W, et. al. Nat Commun. 2019, 10(1):79
4. 安捷倫應(yīng)用報告,5994-7635ZHCN
國際脂質(zhì)組學學會會議暨深圳醫(yī)科院結(jié)構(gòu)脂質(zhì)組學研討會
除了提供精細脂質(zhì)組學方案,清譜科技也積極推動國際脂質(zhì)組學的交流與發(fā)展。
國際脂質(zhì)組學學會委托清華大學深圳國際研究生院、深圳醫(yī)學科學院及深圳清華大學研究院主辦的《2024 國際脂質(zhì)組學學會會議暨深圳醫(yī)科院結(jié)構(gòu)脂質(zhì)組學研討會》(2024 International Lipidomics Society Conference & SMART Symposium on Structural Lipidomics)將于2024年10月24日至27日(周四—周日)在中國深圳召開,清譜科技作為協(xié)辦單位正在全力以赴籌備,為本次國際交流做好服務(wù)工作。
會議內(nèi)容涉及脂質(zhì)組學技術(shù)、脂質(zhì)生物學和應(yīng)用的最新發(fā)展。會議程序包括:大會特邀報告、口頭報告、墻報展講、專題研討會等。會議還將組織脂質(zhì)組學領(lǐng)域的知名廠商開展相關(guān)產(chǎn)品展示與技術(shù)交流。本次大會將在清華大學深圳國際研究生院舉辦,會期為 4 天,預(yù)計將有 300 余名脂質(zhì)組學學術(shù)界以及產(chǎn)業(yè)界代表參加。會議為國內(nèi)外學者提供最前沿脂質(zhì)組學交流平臺。歡迎大家報名參加。
會議詳細信息請查閱:
國際脂質(zhì)組學學會會議暨深圳醫(yī)科院結(jié)構(gòu)脂質(zhì)組學研討會會議通知
會議官方網(wǎng)站:
https://ilsconf.org/
掃描下方二維碼,訪問會議官方網(wǎng)站:
清譜科技脂質(zhì)組學測試服務(wù)平臺
清譜科技蘇州總部擁有300平米脂質(zhì)組學測試服務(wù)平臺,擁有基于Ω Analyzer與高分辨質(zhì)譜儀HRMS聯(lián)用的精細結(jié)構(gòu)脂質(zhì)組學分析系統(tǒng),配套自主開發(fā)的脂質(zhì)組學解析軟件,在常規(guī)脂質(zhì)組學的基礎(chǔ)上,更具有獨家解析C=C位置信息、sn-位置信息的規(guī)模化非靶向精細結(jié)構(gòu)脂質(zhì)組學能力。目前已為數(shù)十客戶提供樣本測試、生信分析服務(wù),樣本類型覆蓋血液、組織、中藥材、植物等。為客戶提供的含有精細結(jié)構(gòu)信息的數(shù)百種脂質(zhì)成分中,結(jié)合生信分析均顯示出其中部分脂質(zhì)成分具有顯著性差異,為高特異性生物標志物的探索和進一步研究提供新的思路和方向。
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