一种反相色谱-质谱联用的奇数碳链脂质分析方法技术

技术编号:37147393 阅读:22 留言:0更新日期:2023-04-06 22:00
本发明专利技术公开了一种反相色谱

【技术实现步骤摘要】
一种反相色谱

质谱联用的奇数碳链脂质分析方法


[0001]本专利技术属于奇数碳链脂质分析
,具体涉及一种反相色谱

质谱联用的奇数碳链脂质分析方法。

技术介绍

[0002]奇数碳长链饱和脂肪酸(OCFAs)在天然脂类中广泛存在,在正常情况下其含量较少,约占高等动物脂肪酸含量的1~5%。过去由于研究方法以及检测技术的限制,绝大部分关于脂代谢的研究均聚焦于偶数碳链脂肪酸,而OCFAs由于含量低其精准检测及功能研究一度被忽略。尽管流行病学研究为我们提供了OCFAs与疾病风险相关性的初步结果,但这与偶数碳链脂肪酸的作用相矛盾,但阐明其潜在的功能的前提是对其进行精准检测,而这也取决于准确定量OCFAs在疾病发生发展中的动态变化及其参与形成复杂脂质的分布情况。另外,随着脂质组学分析技术的兴起和发展,大量研究利用该技术陆续发现了人体中C15:0,C17:0,C17:1、C19:1和C23:0的存在,从而使得衡量脂质的定量表征成为了可能,但OCFAs作为基本机构元件参与合成复杂脂质(如甘油酯、磷脂、鞘脂、神经酰胺、固醇酯)的情况及其分布仍不明确,因此亟需开发针对奇数碳链脂质的脂质组学分析方法,用于生物样本中该类型脂质的定量分析,从而探究疾病中OCFAs的动态变化以及绘制OCFAs参与形成复杂脂质的分布图谱。

技术实现思路

[0003]鉴于此,本专利技术旨在提供一种反相色谱

质谱联用的奇数碳链脂质分析方法,该方法具有良好的重现性和稳定性,半高峰宽,变异系数(CV)在20%以内,内标连续10针进样后的峰面积无显著差异,可实现奇数碳链脂质的高通量分析。
[0004]为了实现上述目的,本专利技术提供了一种反相色谱

质谱联用的奇数碳链脂质分析方法,包括如下步骤:
[0005](1)构建奇数碳链脂质库:脂质库中的脂质下载自脂代谢途径研究计划(LIPID MAPS,https://www.lipidmaps.org/databases/lmsd/browse)结构数据库和计算模拟,脂质库筛选标准为含有奇数碳链酰基FA13:0、FA15:0、FA15:1、FA17:0、FA17:1、FA17:2、FA19:0、FA19:1、FA21:0、FA23:0的胆固醇脂CE、甘油三酯TAG、甘油二酯DG、甘油一酯MAG、鞘脂SM、神经酰胺Cer、游离脂肪酸FFA、磷脂酸PA、磷脂酰胆碱PC、磷脂酰乙醇胺PE、磷脂酰甘油PG、磷脂酰肌醇PI、磷脂酰丝氨酸PS;
[0006](2)构建奇数碳链脂质的质谱多级反应监测(MRM)离子对:MRM由母离子Q1和子离子Q3构成,其中正离子模式下构建CE、甘油酯TAG、DG、MAG、CER,DCER、HCER、LCER、SM的MRM离子对;负离子检测模式下构建磷脂含PA、PC、PE、PG、PS、PI以及FFA的MRM离子对;
[0007](3)脂质提取:脂质提取时加入内标物质Ultimate SPLASH
TM
ONE,脂质提取后用氮气流干燥提取物,加入工作液配成进样浓度,其中,工作液含有10mM乙酸铵的DCM:MeOH,1:1,v/v;
[0008](4)液相色谱

质谱分离:
[0009]质谱条件:电喷雾离子源采用正负离子切换扫描模式,正离子模式下喷雾电压5200V,离子源温度350℃,雾化气40psi,气帘气55psi,脱溶剂气55psi;负离子模式下喷雾电压

4500V,离子源温度600℃,雾化气35psi,气帘气60psi,脱溶剂气60psi;
[0010]色谱条件:采用BEH C18色谱柱(2.1mm
×
50mm,1.8μm,Waters),流动相A是甲醇:乙腈:水1:1:1,v/v/v,+5mM乙酸铵,流动相B是异丙醇+5mM乙酸铵;洗脱梯度为:0min20%B,1min 20%B,2.5min 40%B,4min 60%B,14min 90%B,15min 90%B,15.1min 20%B,17min 20%B,流速为0.2mL/min,色谱柱柱温设置为40℃;
[0011](5)内标物液相分离及质谱测定:
[0012]脂质组学内标物为Ultimate SPLASH
TM
ONE(Cat#330820L,Avanti),内标物的MRM离子对构建按(2)所述规则进行构建;内标物液相色谱

质谱分离采用(4)所述分离条件;
[0013](6)奇数碳链脂质库脂质保留时间预测:
[0014](6.1)内标保留时间获取:根据(4)所述分离条件以及(5)所述内标质谱裂解规律,在LC

MS系统中获取内标的RT;
[0015](6.2)各类脂质保留时间预测:
[0016]根据ECN模型,在反相液相色谱中,脂质保留时间与不饱和双键数或碳链长度符合二项拟合分布,基于此理论,根据(6.1)中的保留时间以及碳链长度构建脂质相对保留时间y与相对碳链长度x的二项拟合分布方程,其中y为脂质保留时间/色谱总洗脱时间17min,相对碳链长度为同类型脂质碳原子数/最大碳原子数,根据构建的脂质相对保留时间y与相对碳链长度x的二项拟合分布方程预测奇数碳链脂质库脂质保留时间;
[0017](7)根据奇数碳链脂质库脂质保留时间预测结果以及构建的MRM离子对,进行测试样中的奇数碳链脂质确认与定量。
[0018]进一步地,所述(1)中构建的奇数碳链脂质库的含奇数碳链脂质如No.1至No.678所示。
[0019]进一步地,所述(2)中构建奇数碳链脂质的质谱多级反应监测MRM离子对的正离子模式下Q1构建遵循以下特征:CE、MAG、SM、CER、DCER、HCER、LCER为[M+H]+
,DG、TAG为[M+NH4]+
;Q3构建遵循以下特征:CE的Q3质荷比m/z为369,SM m/z为184,CER m/z为264,DCER m/z为266,HCER m/z为264,LCER m/z为264;MAG根据中性丢失碎片NLS为丙二醇残基,质量数为74,确定Q3的m/z为Q1

74;DG中Q3的m/z为奇数碳链酰基质量数+头部基团丙二醇残基74Da,即奇数碳链酰基质量数+74,此外,不饱和度增加1,Q3的m/z相应减少2;TAG中Q3的m/z为Q1

NLS,其中NLS为奇数碳链酰基质量数+34;负离子模式下Q1构建遵循以下特征:PC的Q1质荷比m/z为[M+乙酰基AcO]‑
、其余PA、PE、PG、PI、PS的Q1 m/z为[M

H]‑
;根据各类脂质的中性丢失碎片NLS特征,Q3的m/z为Q1

NLS,其中PA的NLS为153+脂酰基质量数,PC的NLS为298+脂酰基质量数,PE的NLS为196+脂酰基质量数,PG的NLS为227+脂酰基质本文档来自技高网
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种反相色谱

质谱联用的奇数碳链脂质分析方法,其特征在于,包括如下步骤:(1)构建奇数碳链脂质库:脂质库中的脂质均下载自脂代谢途径研究计划(LIPID MAPS,https://www.lipidmaps.org/databases/lmsd/browse)结构数据库和计算模拟,脂质库筛选标准为含有奇数碳链酰基FA13:0、FA15:0、FA15:1、FA17:0、FA17:1、FA17:2、FA19:0、FA19:1、FA21:0、FA23:0的胆固醇脂CE、甘油三酯TAG、甘油二酯DG、甘油一酯MAG、鞘脂SM、神经酰胺Cer、游离脂肪酸FFA、磷脂酸PA、磷脂酰胆碱PC、磷脂酰乙醇胺PE、磷脂酰甘油PG、磷脂酰肌醇PI、磷脂酰丝氨酸PS;(2)构建奇数碳链脂质的质谱多级反应监测离子对(MRM):MRM由母离子Q1和子离子Q3构成,其中正离子模式下构建CE、甘油酯TAG、DG、MAG、CER,DCER、HCER、LCER、SM的MRM离子对;负离子检测模式下构建磷脂含PA、PC、PE、PG、PS、PI以及FFA的MRM离子对;(3)脂质提取:脂质提取时加入内标物质Ultimate SPLASH
TM
ONE,脂质提取后用氮气流干燥提取物,加入工作液配成进样浓度,其中,工作液含有10mM乙酸铵的二氯甲烷(DCM):甲醇(MeOH),1:1,v/v;(4)液相色谱

质谱分离:质谱条件:电喷雾离子源(ESI)采用正、负离子扫描模式,正离子模式下喷雾电压5200V,离子源温度350℃,雾化气40psi,气帘气55psi,脱溶剂气55psi;负离子模式下喷雾电压

4500V,离子源温度600℃,雾化气35psi,气帘气60psi,脱溶剂气60psi;色谱条件:采用BEH C18色谱柱(2.1mm
×
50mm,1.8μm,Waters),流动相A是甲醇:乙腈:水1:1:1,v/v/v,+5mM乙酸铵,流动相B是异丙醇+5mM乙酸铵;洗脱梯度为:0min20%B,1min 20%B,2.5min 40%B,4min 60%B,14min 90%B,15min 90%B,15.1min 20%B,17min 20%B,流速为0.2mL/min,色谱柱柱温设置为为40℃;(5)内标物液相分离及质谱测定:脂质组学内标物为Ultimate SPLASH
TM
ONE(Cat#330820L,Avanti),内标物的MRM离子对构建按(2)所述规则进行构建;内标物液相色谱

质谱分离采用(4)所述分离条件;(6)奇数碳链脂质库脂质保留时间预测:(6.1)内标保留时间获取:根据(4)所述分离条件以及(5)所述内标质谱裂解规律,在LC

MS系统中获取内标的RT;(6.2)各类脂质保留时间预测:根据ECN模型,在反相液相色谱中,脂质保留时间与不饱和双键数或碳链长度符合二项拟合分布,基于此理论,根据(6.1)中的保留时间以及碳链长度构建脂质相对保留时间y与相对碳链长度x的二项拟合分布方程,其中y为脂质保留时间/色谱总洗脱时间17min,相对碳链长度为同类型脂质碳原子数/最大碳原子数,根据构建的脂质相对保留时间y与相对碳链长度x的二项拟合分布方程预测奇数碳链脂质库脂质保留时间;(7)根据奇数碳链脂质库脂质保留时间预测结果以及构建的MRM离子对,进行测试样中的奇数碳链脂质确认与定量。2.根据权利要求1所述的反相色谱

质谱联用的奇数碳链脂质分析方法,其特征在于,所述(1)构建的奇数碳链脂质库的含奇数碳链脂质如No.1至No.678所示。3.根据权利要求1所述的反相色谱

质谱联用的奇数碳链脂质分析方法,其特征在于,所述(2)中构建奇数碳链脂质的质谱多级反应监测MRM离子对的正离子模式下Q1构建遵循
以下特征:CE、MAG、SM、CER、DCER、HCER、LCER为[M+H]
+
,DG、TAG为[M+NH4]
+
;Q3构建遵循以下特征:CE的Q3质荷比(m/z)为369,SM m/z为184,CER m/z为264,DCER m/z为266,HCER m/z为264,LCER m/z为264;MAG根据中性丢失碎片NLS为丙二醇残基,质量数为74,确定Q3的m/z为Q1

74;DG中Q3的m/z为奇数碳链酰基质量数+头部基团丙二醇残基74Da,即奇数碳链酰基质量数+74,此外,不饱和度增加1,Q3的m/z相应减少2;TAG中Q3的m/z为Q1

NLS,其中NLS为奇数碳链酰基质量数+34;负离子模式下Q1构建遵循以下特征:PC的Q1质荷比m/z为[M+乙酰基AcO]

、其余PA、PE、PG、PI、PS的Q1 m/z为为[M

H]

;根据各类脂质的中性丢失碎片NLS特征,Q3的m/z为Q1

NLS,其中PA的NLS为153+脂酰基质量数,PC的NLS为298+脂酰基质量数,PE的NLS为196+脂酰基质量数,PG的NLS为227+脂酰基质量数,PI的NLS为315+脂酰基质量数,PS的NLS为240+脂酰基质量数,FFA的Q1=Q3,m/z为[M

H]

。4.根据权利要求1所述的反相色谱

质谱联用的奇数碳链脂质分析方法,其特征在于,所述(3)中,脂质提取方法包括如下:(3.1)组织样本脂质提取方法:(3.1.1)组织样本准备:(3.1.1.1)用滤纸干燥组织,称取50.0mg组织样品,放入2mL圆底离心管中;(3.1.1.2)加入500μL生理盐水,生理盐水制备方法如下:向100mL去离子水中加入0.85g NaCl,然后加入40μL冰醋酸;(3.1.1.3)研磨:放入2个大磁珠;(3.1.1.4)将样品管放入组织匀浆仪中,分两次匀浆,每次30秒,间隔10秒,以避免温度升高;(3.1.1.5)将匀浆以12000rpm离心15分钟,并用于进一步的脂质提取;(3.1.2)组织样本脂质提取:(3.1.2.1)将组织匀浆上清液50μL和5μL Ultimate SPLASH
TM
ONE内标加入玻璃管中,然后加入950μL H2O、2mL MeOH和0.9mL DCM;轻轻振动管子5秒,此时不会发生分层,如果分层,需额外添加50μL MeOH;(3.1.2.2)然后将管在室温下放置30分钟,然后依次加入1mL H2O和0.9mL DCM;将试管轻微振动5秒,然后以2000rpm离心15分钟,直到液体分层;(3.1.2.3)将分层的底层液体用移液枪转移到新的玻璃管中,并将1.8mL DCM添加到原始管中进行第二次提取;在上述步骤之后,将第二次提取物与第一个相合并;然后,用稳定的氮气流干燥提取物;(3.1.2.4)随后将100μL工作溶液加入到管中以使其溶解;然后在台式振动器上摇动样品,使其充分混合,并转移到200μL LC/MS内插管中;将内插管放入1.5mL塑料EP管中,以16000rpm离心10分钟;离心后将内插管转移到LC

MS进样瓶中;(3.1.2.5)取每个样品的10μL放入QC管中,随后用作对照,并充分混合;最后,将LC

MS进样瓶中的脂质提取物保存在

80℃冰箱中,直到LC

MS/MS分析;(3.2)血浆样本脂质提取方法:(3.2.1)血浆样本预处理:(3.2.1.1)使用EDTA抗凝,5mL紫头管收集血液;(3.2.1.2)1500g离心5min;
(3.2.1.3)取上清2mL,分装1.5mL容量的EP管,

80℃保存;每次使用样本量体积为25μL;(3.2.2)血浆脂质提取:(3.2.2.1)把血清或血浆复溶到室温;加25μL血清或细胞上清到玻璃管中;(3.2.2.2)加975μL H2O,2mL MeOH,0.9mL二氯甲烷DCM;(3.2.2.3)轻轻震荡5s,此时不出现分层,若出现再加50μL MeOH;加入适量内标,混匀;(3.2.2.4)室温放置30min;加1mL H2O和0.9mL DCM;(3.2.2.5)轻微震荡5s;2000rpm离心15min,直到液体分层,后转移下层液体到一个新的玻璃离心管;(3.2.2.6)在原管中加1.8mL DCM,重复提取一次;轻轻震荡5s,2000rpm高速离心10min,直到液体分层;(3.2.2.7)氮气吹干合并的下层DCM中的有机相,然后加100μL工作液溶解在塑料EP管中;(3.2.2.8)在台式震荡仪上震荡样本,混匀,然后16000rpm离心10min,吸取90μL样本,转移到玻璃的小样本管子中;(3.2.2.9)从所有样本中每个各取20μL混合成一管QC后续作为对照。5.根据权利要求1所述的反相色谱

质谱联用的奇数碳链脂质分析方法,其特征在于,所述(5)中内标物的MRM(Q1>Q3)离子对构建如下:17:0

14:1DG

d5+NH4

IS(575.5>332.2)、17:0

16:1DG

d5+NH4

IS(603.5>332.2)、17:0

18:1DG

d5+NH4

IS(631.6>332.2)、17:0

20:3DG

d5+NH4

IS(655.6>332.2)、17:0

22:4DG

d5+NH4

IS(681.6>332.2)、14:0

13:0

14:0TAG

d5+NH4

IS(731.7>486.4)、14:0

15:1

14:0TAG

d5+NH4

IS(757.7>512.4)、14:0

17:1

14:0TAG

d5+NH4

IS(785.7>540.5)、16:0

15:1

16:0TAG

d5+NH4

IS(813.7>540.5)、16:0

17:1

16:0TAG

d5+NH4

IS(841.8>568.5)、16:0

19:2

16:0TAG

d5+NH4

IS(867.8>594.5)、18:1

17:1

18:1TAG

d5+NH4

IS(893.8>594.5)、18:1

19:2

18:1TAG

d5+NH4

IS(919.8>620.5)、18:1

21:2

18:1TAG

d5+NH4

IS(947.8>648.6)、14:1cholesteryl

d7 ester

IS(619.6>376.4)、16:1cholesteryl

d7ester

IS(647.6>376.4)、18:1cholesteryl

d7 ester

IS(675.6>376.4)、20:3cholesteryl

d7ester

IS(699.6>376.4)、22:4cholesteryl

d7 este...

【专利技术属性】
技术研发人员:李咏生张建钢何永鹏雷娟周宇
申请(专利权)人:重庆大学附属肿瘤医院
类型:发明
国别省市:

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