脂質(zhì)在一系列關(guān)鍵生命過(guò)程中發(fā)揮著重要作用。結(jié)構(gòu)決定功能,因此脂質(zhì)結(jié)構(gòu)解析與功能研究一直受到研究者的關(guān)注。盡管質(zhì)譜已成為脂質(zhì)分析的最常用技術(shù)之一,但脂質(zhì)的精細(xì)結(jié)構(gòu)解析仍面臨諸多挑戰(zhàn)。為解決上述問(wèn)題,將Paternò-Büchi（PB）光化學(xué)反應(yīng)與串聯(lián)質(zhì)譜相結(jié)合,實(shí)現(xiàn)了不飽和脂質(zhì)中碳碳雙鍵■的定位以及不飽和脂質(zhì)■位置異構(gòu)體的定量分析。此外,該技術(shù)可與鳥(niǎo)槍法、液相色譜-質(zhì)譜和質(zhì)譜成像等技術(shù)聯(lián)用,用于復(fù)雜生物樣品中脂質(zhì)的分析。 

【文章來(lái)源】：分析測(cè)試學(xué)報(bào). 2020,39(01)北大核心CSCD

【文章頁(yè)數(shù)】：9 頁(yè)

【部分圖文】：

脂質(zhì)結(jié)構(gòu)解析的一般流程:PS 16 ∶1/18 ∶1在負(fù)離子模式下的PB-MS/MS譜圖(A),A中m/z 339.3處對(duì)應(yīng)離子的MS3譜圖(B),A中m/z 311.2處對(duì)應(yīng)離子的MS3譜圖(C),PE 16 ∶1/18 ∶1的MS/MS譜圖(D),在m/z 714.6處的去質(zhì)子PE 16 ∶1/18 ∶1的MS/MS譜圖(E),PE 16 ∶1/18 ∶1在正離子模式下的PB-MS/MS譜圖(F)

在有機(jī)合成領(lǐng)域,研究PB反應(yīng)主要是為了提高區(qū)域和空間選擇性。PB反應(yīng)的機(jī)理有兩種。一種情況是羰基被紫外光激發(fā),通過(guò)n-π*電子躍遷,轉(zhuǎn)換為S1單線態(tài)。S1單線態(tài)的壽命較短,可很快與烯烴反應(yīng)生成氧雜環(huán)丁烷。在另一情況下,S1態(tài)通過(guò)系間躍遷生成更穩(wěn)定的T1態(tài),隨后與反應(yīng),形成1個(gè)1,4-雙自由基中間體。為形成閉殼產(chǎn)物,未成對(duì)電子的自旋方向發(fā)生反轉(zhuǎn),此過(guò)程將伴隨C—C鍵的旋轉(zhuǎn)。上述兩種途徑分別通過(guò)S1和T1態(tài)與作用生成氧雜環(huán)丁烷。但T1激發(fā)態(tài)的壽命更長(zhǎng),且關(guān)環(huán)過(guò)程需要電子自旋翻轉(zhuǎn)及C—C鍵的旋轉(zhuǎn)。氧雜環(huán)丁烷的內(nèi)張力較大,加熱后容易分解回到反應(yīng)物或產(chǎn)生新的酮類(lèi)和烯烴,即逆PB反應(yīng)[24-25](圖1,以油酸與丙酮的反應(yīng)為例)。在PB-MS/MS方法中,逆PB反應(yīng)是實(shí)現(xiàn)不飽和脂質(zhì)中定位的基礎(chǔ)。在質(zhì)譜儀的真空環(huán)境下,PB產(chǎn)物與中性氣體分子發(fā)生碰撞而被碎裂,所產(chǎn)生的高豐度特征離子可用于脂質(zhì)結(jié)構(gòu)鑒定及定量[26]。根據(jù)溶劑條件的不同,丙酮的吸收帶在250～280 nm[27]。由于丙酮能與大部分有機(jī)溶劑混溶,對(duì)脂質(zhì)的溶解度亦滿足質(zhì)譜檢測(cè)要求,可直接用于ESI-MS分析。2 PB反應(yīng)與ESI-MS聯(lián)用

在nanoESI在線模式下,衍生化反應(yīng)在nanoESI噴針中進(jìn)行。反應(yīng)前,將5～10 μL不飽和脂質(zhì)溶液(溶劑:50 ∶50丙酮/水,體積比)加入噴針中。采用發(fā)射波長(zhǎng)254 nm的低壓汞燈作為激發(fā)光源。反應(yīng)裝置示意圖如圖2B所示。盡管硼硅酸鹽玻璃對(duì)254 nm的UV光不透明,但噴針的尖端玻璃壁厚已降至μm水平,透光率大大增加,因而使得反應(yīng)可在此處發(fā)生。丙酮既作為PB試劑,也作為nanoESI溶劑。以PC 16 ∶0/18 ∶1(9Z)(10 μmol/L,溶于50 ∶50 丙酮/水中,1%乙酸)為例,UV照射1～2 min后,在 +58 Da的位置清晰檢測(cè)到光衍生化產(chǎn)物(m/z 818.6)。從提取離子流圖(XIC)可見(jiàn),反應(yīng)在1 min內(nèi)即達(dá)到穩(wěn)態(tài)。除PB產(chǎn)物外,一般還會(huì)檢測(cè)到少量由丙酮的諾里斯類(lèi)型1斷裂和后續(xù)氧化所產(chǎn)生的副產(chǎn)物。nanoESI硼硅酸鹽玻璃噴針的使用大大簡(jiǎn)化了實(shí)驗(yàn)裝置的設(shè)計(jì),實(shí)現(xiàn)了反應(yīng)裝置和離子源一體化。但由于nanoESI噴針中的脂質(zhì)溶液受電滲流驅(qū)動(dòng),因此該裝置僅對(duì)較小的流速范圍(20 ～100 nL/min)適用[36]。在常規(guī)有機(jī)反應(yīng)中PB反應(yīng)通常需在mL級(jí)的有機(jī)溶劑中反應(yīng)數(shù)小時(shí),無(wú)法直接與ESI-MS聯(lián)用。使用nanoESI-噴針?lè)磻?yīng)器或者流式微反應(yīng)器極大地提高了PB 反應(yīng)和分析的速度。PB反應(yīng)和在線MS分析在20～30 s即可完成,僅需數(shù)μL脂質(zhì)溶液。丙酮作為PB反應(yīng)試劑具有與大部分溶劑混溶、廉價(jià)易得、可直接作為電噴霧溶劑等優(yōu)點(diǎn)。而與nanoESI-噴針?lè)磻?yīng)器相比,流式微反應(yīng)器的優(yōu)點(diǎn)是反應(yīng)動(dòng)力學(xué)可精確控制、產(chǎn)率高、副反應(yīng)少。更重要的是,后者能在較寬的流速范圍內(nèi)與ESI-MS及LC-MS聯(lián)用[37]。


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