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      iCMS 2019 | 歐陽證教授暢談質譜脂質分析及其生物醫學應用

      清譜科技發布時間:2019/12/10 15:11 點擊: 加載中..

      12月5日下午,清華大學精密儀器系歐陽證教授在“第十屆質譜網絡會議”(iConference on Mass Spectrometry, iCMS 2019)上分享了題為《脂質分析及其生物醫學應用》的報告,引發行業關注。

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      脂質組學是代謝組學中最活躍的研究領域。脂質是細胞膜的基本組成部分,是細胞能量的來源,也是炎癥和代謝等細胞信號傳導過程的重要介質。體液中的脂質含有豐富的代謝信息,脂質組的改變與癌癥、心血管疾病和阿爾茨海默病等疾病的發展密切相關,它可以反映某些疾病的狀態,可作為生物標志物。因此,脂類分析對于醫療診斷和術中檢測具有極其重要的應用價值。


      歐陽證教授指出,在手術中檢測生物標志物從而揭示分子病理,是生物醫學界的一個前沿熱點。然而,脂類生物標志物的術中檢測還處在研究階段,從研究到臨床應用有兩個亟待解決的難點:一是脂類標志物的尋找、確認,二是臨床、術中分析方法的開發。


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      在生物標志物的尋找、確認方面,歐陽證教授介紹了清華大學瑕瑜教授所作的Paternò-Büchi反應耦合LC-MS進行脂質C=C位置異構體結構鑒定與定量工作。脂類雙鍵位置異構體的比例在正常組織和癌變組織中有著顯著區別,而在不飽和脂質中對C=C雙鍵進行定位和對C=C位置異構體進行定量是一個難題。瑕瑜教授利用Paternò-Büchi反應,將脂質分子中的C=C鍵選擇性衍生化,衍生化產物在碰撞誘導解離(CID)條件下生成與雙鍵位置相關的碎片離子,從而實現了脂質C=C異構體分析與定量。利用該技術可進行乳腺癌、Ⅱ型糖尿病生物標志物的確認研究。LC-PB-MS相關研究已發表在Nature Communications、PNAS、Angewandte Chemie International Edition、Analytical Chemistry等雜志上[1-10]。


      在臨床、術中分析方法的開發方面,歐陽證教授對比分析了幾項術中檢測的質譜新技術:Polymer Coating Transfer Enrichment (PCTE)技術、基于PDA-AR Surface的LDI-MS分析技術、基于Evaporative Ionization MS的iKnife技術、無損取樣的MasSpec Pen技術。在此基礎上,歐陽證教授指出,小型質譜分析技術在術中檢測和脂類生物標志物篩查中也有良好的應用前景。清華大學、普渡大學和復旦大學附屬華山醫院就曾在Analytical Chemistry雜志上發表了文章“Point-of-Care Tissue Analysis Using Miniature Mass Spectrometer”,首次將大氣壓原位電離及小型質譜儀用于人體組織的臨床檢測(POCT)應用開發,充分展示小型質譜系統未來應用于醫療檢測領域的巨大潛力[11]。


      日前,歐陽證教授的產業化團隊清譜科技已將上述技術產業化為脂類反應器Ω Analyzer及相應的數據分析軟件Lipid Omega Analyzer(LOA),以及Mini β小型質譜儀,為該領域科研人員提供了有力的研究工具。Nature Methods雜志曾撰文Chemical biology: fats as research subjects,報道了瑕瑜教授和歐陽證教授在脂質解構解析和小型質譜快速篩查檢測方面的工作[12]。


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      參考文獻


      [1] Ma X, Xia Y. Pinpointing double bonds in lipids by Paternò-Büchi reactions and mass spectrometry [J]. Angewandte Chemie International Edition, 2014, 53(10)


      [2] Ma X, Chong L, Tian R, et al. Identification and quantitation of lipid C=C location isomers: A shotgun lipidomics approach enabled by photochemical reaction [J]. Proceedings of the National Academy of Sciences, 2016,113(10):2573-2578.


      [3] Ma X, Zhao X, Li J, et al. Photochemical tagging for quantitation of unsaturated fatty acids by mass spectrometry [J]. Analytical Chemistry, 2016,88(18): 8931-8935.


      [4] Zhao Y, Zhao H, Zhao X, et al. Identification and Quantitation of C=C Location Isomers of Unsaturated Fatty Acids by Epoxidation Reaction and Tandem Mass Spectrometry [J]. Analytical Chemistry, 2017, 89(19): 10270-10278.


      [5] Cao W, Ma X, Li Z, et. al. Locating carbon-carbon double bonds in unsaturated phospholipids by epoxidation reaction and tandem mass spectrometry [J]. Analytical Chemistry, 2018, 90(17): 10286-10292.


      [6] Zhao X, Zhang W, Zhang D, et al. A lipidomic workflow capable of resolving sn-and C [double bond, length as m-dash] C location isomers of phosphatidylcholines [J]. Chemical Science, 2019.


      [7] Zhang W, Zhang D, Chen Q, et al. Online photochemical derivatization enables comprehensive mass spectrometric analysis of unsaturated phospholipid isomers [J]. Nature Communications, 2019, 10(1): 79.


      [8] Zhao X, Chen J, Zhang W, et al. Lipid Alterations during Zebrafish Embryogenesis Revealed Dynamic Mass Spectrometry Profiling with C=C Specificity [J]. Journal of the American Society for Mass Spectrometry, 2019: 1-9.


      [9] Su Y, Ma X, Page J, et al. Mapping lipid C=C location isomers in organ tissues by coupling photochemical derivatization and rapid extractive mass spectrometry [J]. International Journal of Mass Spectrometry, 2019, 445: 116206.


      [10] Chong L, Tian R, Shi R, et al. Coupling the Paternò-Büchi (PB) Reaction with Mass Spectrometry to Study Unsaturated Fatty Acids in mouse model of multiple sclerosis [J]. Frontiers in Chemistry, 2019, 7: 807.


      [11] Zou R, Cao W, Chong L, et al. Point-of-Care Tissue Analysis Using Miniature Mass Spectrometer [J]. Analytical Chemistry, 2019, 91(1): 1157-1163.


      [12] Marx Vivien. Chemical biology: fats as research subjects[J]. Nature Methods, 2018, 15(1):35-38.


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