發(fā)布時間：2021-04-05 18:35

　　脂質在一系列關鍵生命過程中發(fā)揮著重要作用。結構決定功能,因此脂質結構解析與功能研究一直受到研究者的關注。盡管質譜已成為脂質分析的最常用技術之一,但脂質的精細結構解析仍面臨諸多挑戰(zhàn)。為解決上述問題,將Paternò-Büchi（PB）光化學反應與串聯(lián)質譜相結合,實現(xiàn)了不飽和脂質中碳碳雙鍵■的定位以及不飽和脂質■位置異構體的定量分析。此外,該技術可與鳥槍法、液相色譜-質譜和質譜成像等技術聯(lián)用,用于復雜生物樣品中脂質的分析。 

【文章來源】：分析測試學報. 2020,39(01)北大核心CSCD

【文章頁數】：9 頁

【部分圖文】：

脂質結構解析的一般流程:PS 16 ∶1/18 ∶1在負離子模式下的PB-MS/MS譜圖(A),A中m/z 339.3處對應離子的MS3譜圖(B),A中m/z 311.2處對應離子的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)

在有機合成領域,研究PB反應主要是為了提高區(qū)域和空間選擇性。PB反應的機理有兩種。一種情況是羰基被紫外光激發(fā),通過n-π*電子躍遷,轉換為S1單線態(tài)。S1單線態(tài)的壽命較短,可很快與烯烴反應生成氧雜環(huán)丁烷。在另一情況下,S1態(tài)通過系間躍遷生成更穩(wěn)定的T1態(tài),隨后與反應,形成1個1,4-雙自由基中間體。為形成閉殼產物,未成對電子的自旋方向發(fā)生反轉,此過程將伴隨C—C鍵的旋轉。上述兩種途徑分別通過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,且關環(huán)過程需要電子自旋翻轉及C—C鍵的旋轉。氧雜環(huán)丁烷的內張力較大,加熱后容易分解回到反應物或產生新的酮類和烯烴,即逆PB反應[24-25](圖1,以油酸與丙酮的反應為例)。在PB-MS/MS方法中,逆PB反應是實現(xiàn)不飽和脂質中定位的基礎。在質譜儀的真空環(huán)境下,PB產物與中性氣體分子發(fā)生碰撞而被碎裂,所產生的高豐度特征離子可用于脂質結構鑒定及定量[26]。根據溶劑條件的不同,丙酮的吸收帶在250～280 nm[27]。由于丙酮能與大部分有機溶劑混溶,對脂質的溶解度亦滿足質譜檢測要求,可直接用于ESI-MS分析。2 PB反應與ESI-MS聯(lián)用

在nanoESI在線模式下,衍生化反應在nanoESI噴針中進行。反應前,將5～10 μL不飽和脂質溶液(溶劑:50 ∶50丙酮/水,體積比)加入噴針中。采用發(fā)射波長254 nm的低壓汞燈作為激發(fā)光源。反應裝置示意圖如圖2B所示。盡管硼硅酸鹽玻璃對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的位置清晰檢測到光衍生化產物(m/z 818.6)。從提取離子流圖(XIC)可見,反應在1 min內即達到穩(wěn)態(tài)。除PB產物外,一般還會檢測到少量由丙酮的諾里斯類型1斷裂和后續(xù)氧化所產生的副產物。nanoESI硼硅酸鹽玻璃噴針的使用大大簡化了實驗裝置的設計,實現(xiàn)了反應裝置和離子源一體化。但由于nanoESI噴針中的脂質溶液受電滲流驅動,因此該裝置僅對較小的流速范圍(20 ～100 nL/min)適用[36]。在常規(guī)有機反應中PB反應通常需在mL級的有機溶劑中反應數小時,無法直接與ESI-MS聯(lián)用。使用nanoESI-噴針反應器或者流式微反應器極大地提高了PB 反應和分析的速度。PB反應和在線MS分析在20～30 s即可完成,僅需數μL脂質溶液。丙酮作為PB反應試劑具有與大部分溶劑混溶、廉價易得、可直接作為電噴霧溶劑等優(yōu)點。而與nanoESI-噴針反應器相比,流式微反應器的優(yōu)點是反應動力學可精確控制、產率高、副反應少。更重要的是,后者能在較寬的流速范圍內與ESI-MS及LC-MS聯(lián)用[37]。


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