【分析】仲胺類標記試劑結合高效液相色譜串聯高分辨質譜高覆蓋率篩查HepG2細胞中的羧基代謝物

2021-03-02 X-MOL資訊

羧基類代謝物是生物體內存在的一類重要的代謝物，種類繁多，結構具有多樣性。衍生化技術結合液相色譜質譜聯用的策略（CIL-LC-MS）被廣泛應用於羧基類代謝物的檢測。該技術通過引入增敏基團來提高羧基類代謝物的檢測靈敏度，進而有利於擴大羧基類代謝物的檢測覆蓋率。此外，同位素標記試劑的引入可以輔助羧基類代謝物的結構鑑定和相對定量分析。然而，目前報導的標記試劑對不同類型的羧基類代謝物的反應活性不足或選擇性不高，給羧基類代謝物的高覆蓋率分析帶來了困難。最近，武漢大學化學與分子科學學院的馮鈺錡教授課題組利用仲胺類標記試劑N-甲基苯乙胺（MPEA）建立了一種衍生化輔助的高靈敏LC-MS方法，用於羧基類代謝物的高覆蓋率分析。作者的實驗結果表明MPEA對羧基類代謝物，如短鏈脂肪酸、中鏈脂肪酸、長鏈脂肪酸、多羧酸、胺基酸和芳香酸等，不僅具有合適的反應活性，而且具有良好的選擇性（圖1）。

圖1. MPEA/d3-MPEA化學標記的工作流程圖。圖片來源：Anal. Chem.此外，經MPEA標記以後，羧基代謝物在ESI正離子模式下的檢測靈敏度提高了1-2個數量級，在反相色譜柱上的保留得到了增強。衍生產物在高能碰撞誘導解離條件下產生了特徵子離子，如136.1121 Da和105.0699 Da等（圖2），這些子離子可輔助羧基代謝物的定性。

圖2.（A）MPEA/d3-MPEA的化學同位素標記策略；（B）-（G）MPEA/d3-MPEA標記的羧基類代謝物的MS2信息。（B）MPEA標記的cis-11-二十碳一烯酸；（C）d3-MPEA標記的cis-11-二十碳一烯酸；（D）MPEA標記的蘋果酸；（E）d3-MPEA標記的蘋果酸；（F）MPEA標記的苯丙氨酸；（G）d3-MPEA標記的苯丙氨酸。圖片來源：Anal. Chem.作者利用MPEA及其同位素標記試劑d3-MPEA，對HepG2細胞中的羧基代謝物的進行了高覆蓋率分析。在該過程中，分別使用MPEA和d3-MPEA標記等量的細胞提取液，然後進行LC-LTQ-Orbitrap MS分析。按照保留時間相同、峰強度一致、精確分子量相差3.0189/6.0378 Da的規則，對抽提到的色譜峰進行了匹配，所得峰對即為潛在的羧基代謝物。之後，作者採用數據依賴採集的方式對得到的羧基代謝物進行二級串聯質譜分析，獲得了相應的MS2信息。最終，利用該方法在HepG2細胞中篩查到了403種羧基代謝物。通過實驗室自建的資料庫（Chemically Labeled Metabolite Database，http://www.clmdb.com）和羧酸標準品比對，定性出了HepG2細胞中的68種羧基代謝物，其中包括短鏈脂肪酸、中鏈脂肪酸、長鏈脂肪酸、多羧酸、胺基酸和芳香酸等，說明該方法具備生物樣品中羧基代謝物的高覆蓋率分析能力。這一成果近期發表在Analytical Chemistry 上，文章的通訊作者為武漢大學化學與分子科學學院馮鈺錡教授，文章的第一作者是武漢大學的鄭傑博士。High Coverage Profiling of Carboxylated Metabolites in HepG2 Cells Using Secondary Amine-Assisted Ultrahigh-Performance Liquid Chromatography Coupled to High-Resolution Mass SpectrometryJie Zheng, Ge-Ge Gong, Shu-Jian Zheng, Yu Zhang, Yu-Qi Feng*Anal. Chem., 2020, DOI: 10.1021/acs.analchem.0c04048https://www.x-mol.com/university/faculty/13605

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