700余种酰基肉碱代谢轮廓分析的新方法

肉碱在脂肪酸和支链氨基酸氧化代谢中发挥着重要的作用。机体内肉碱与脂肪酸结合，使脂肪酸以酰基肉碱的形式通过线粒体膜进行氧化供能。酰基肉碱的水平异常可反映先天代谢缺陷、糖尿病等多种疾病的发生发展。由于酰基链碳长度不同（C2~C26）、碳链骨架异构、碳链上不同位置存在多种官能团修饰，导致酰基肉碱结构复杂多样、种类繁多。对生物体内的酰基肉碱结构进行全面、深入的分析，有助于疾病诊断新标志物的发现和相关机制的研究。近年来，为了提高酰基肉碱的覆盖度，研究者提出了多种方案，但可检测到的酰基肉碱一般为几十个，很多酰基肉碱并未检测到。

近日，中科院大连化学物理研究所的许国旺研究员（点击查看介绍）团队基于液相色谱-高分辨质谱联用技术（LC-HRMS）提出了一种新的深度覆盖分析策略，可一次性地在临床样品中检测数百种酰基肉碱。他们采用递进式的二级质谱碎片采集方案，首先在全扫描/数据依赖型（Full MS/ddMS²）的模式下，对混合生物样本进行非靶向二级分析，筛选出104个能产生特征子离子的母离子作为初步的酰基肉碱表。根据精确的质量数和分子式，他们将元素组成相同的酰基肉碱归为一类，得到20个大类别。在此基础上，他们对每类计算每一个可能的酰基肉碱理论质荷比，并在全扫描模式下进行峰提取，得到298个酰基肉碱母离子作为第二步靶向采集的基础。随后在全扫描结合平行反应的监测模式（Full MS + PRM）下，他们对298个母离子进行靶向高分辨二级质谱信息采集。结合精确质量数、特征碎片、一级和二级色谱-质谱轮廓确定酰基肉碱结构，他们在混合样本中共鉴定出733个酰基肉碱，还进一步根据结构-保留关系模型（ClogP-t_R）确定已知酰基肉碱中的同系物，并预测未检测到的酰基肉碱。最终，他们建立了一个包含758种酰基肉碱的数据库。应用建立的LC-ME方法和该数据库，作者可分别从人的血浆、尿液和小鼠的肝脏中鉴定出241、515和222种酰基肉碱。

该定性策略基于高效液相色谱分离-高分辨质谱检测，采用递进式的数据采集方案，获取准确且丰富的一级、二级质谱和保留时间信息，极大地提高了方法的覆盖度，将酰基肉碱的检测数目从几十提高到几百。这项工作提出的大规模定性策略在其他类别代谢物，尤其是脂质定性研究中具有较大的应用潜力。

这一成果近期发表在Analytical Chemistry 上，文章的第一作者为博士生于迪和博士周丽娜，研究工作得到国家自然科学基金项目和国家重点研究发展计划的支持。

该论文作者为：Di Yu, Lina Zhou, Qiuhui Xuan, Lichao Wang, Xinjie Zhao, Xin Lu and Guowang Xu

原文（扫描或长按二维码，识别后直达原文页面，或点此查看原文）：

Strategy for Comprehensive Identification of Acylcarnitines Based on Liquid Chromatography–High-Resolution Mass Spectrometry

Anal. Chem., 2018, 90, 5712, DOI: 10.1021/acs.analchem.7b05471

许国旺研究员简介

许国旺，中科院大连化学物理研究所研究员；1991年在中国科学院大连化学物理研究所获得理学博士学位，并留所在国家色谱研究分析中心工作，现为高分辨分离分析及代谢组学组组长、中国科学院分离分析化学重点实验室主任；主要研究方向为复杂样品分离分析方法的创新性研究，代谢组学分析技术平台及其在疾病、食品安全等方面应用的研究；在相关领域发表SCI文章380多篇，包括Proc. Natl. Acad. Sci. USA、Hepatology、Clin. Chem.、Cancer Res.、Diabetes Care、Anal. Chem.、TrAC 等国际著名杂志；担任Metabolomics、Anal. Chim. Acta 等10多个国内外杂志编委；申请发明专利90多项，其中50多项已授权。

http://www.x-mol.com/university/faculty/22758