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不饱和脂肪酸结构表征的质谱分析方法的研究进展

嘉峪检测网        2025-03-06 17:19

     脂肪酸是由链烃和羧基构成的一类羧酸化合物,在动物、植物、微生物中广泛存在,是有机体中性脂、磷脂和糖脂等的重要组成成分,参与包括能量代谢、免疫调节、生理病变等多种生命活动。

 

     结合化学结构,主要通过3方面,即脂肪碳链的长短和连接方式、双键数目和位置,以及双键的顺反异构(图1)来表征脂肪酸。目前,常根据脂肪链饱和度,将脂肪酸分为饱和脂肪酸(SFA)和不饱和脂肪酸(UFA)。据文献报道,哺乳动物体内脂肪酸多为直链脂肪酸,支链脂肪酸主要来源于微生物,且多为SFA。UFA的结构多样主要与脂肪碳链的长短、双键数目与位置,以及双键的顺反异构相关。UFA又可分为单不饱和脂肪酸(MUFA)和多不饱和脂肪酸(PUFA)。尽管MUFA只含一个碳碳双键,但由于碳碳双键在长脂肪链中位置不同或存在顺反异构,相同相对分子质量的MUFA也具有一系列异构体,如岩芹酸与油酸。随着双键数目的增加,异构体也相应增加,PUFA结构多样性更为突出。由于UFA结构多样,只反映其来源和特点的通俗命名往往无法对这类化合物进行系统区分。为了解决这一问题,脂质代谢物数据库LIPID MAPS根据碳原子数目、碳碳双键个数和位置等对UFA命名做了系统归纳,如命名为FA 18∶1 (9Z) 的UFA中FA代表脂肪酸,18代表脂肪酸中碳原子数目,1代表双键数目,括号中9代表从羧基碳开始计数的双键所在位置,Z为顺式构型(E为反式构型)。

     由于种类及结构不同,UFA之间的生理功能差异巨大。即使同一种类、相同分子式的 UFA,其在生理和病理过程中的作用也有可能存在明显不同。如,α-亚麻酸和γ-亚麻酸因一个双键在脂肪链中位置的不同而互为异构体。γ-亚麻酸在改善自闭症方面效果显著,而α-亚麻酸可降低心脏性猝死风险。研究发现,人体内生理过程形成的UFA表现为顺式构型,而 UFA 反式构型主要通过食物(主要是加工食物)摄入。工业形成的反式UFA 摄入过多会增加心血管疾病、动脉粥样硬化和糖尿病的发生,且容易引起肥胖。因此,结构鉴定和精细解析各类UFA,尤其是异构体,对于探究UFA生理病理作用机制显得尤为必要。

 

     由于UFA官能团少、体内浓度水平低、异构体众多,对样本中各类UFA的结构表征仍面临诸多挑战。目前,质谱(MS)检测技术选择性好、灵敏度高,并可提供化合物质量信息和结构信息等,开发各种质谱分析方法成为解决UFA检测难题的一种有效途径。近年来,质谱技术在UFA检测方面具有广泛应用,各种质谱表征方法不断涌现。本工作围绕UFA的结构鉴定和精细解析,对所使用的质谱分析方法进行综述,以期为各领域的UFA研究提供有价值的参考。

 

1.UFA质谱表征方法

 

     研究人员从脂肪碳链解析、双键位置解析和顺反异构解析等3个途径综述质谱分析方法对UFA结构的解析过程。

 

1.1 脂肪碳链解析

 

     脂肪碳链的解析包括碳链长短和双键数目的解析。由于直链UFA的结构较为固定,可根据分子质量信息推导UFA分子式并进一步确定UFA的脂肪链长短和不饱和度,常见UFA双键数目不大于6个。目前,采用质谱技术直接检测UFA来获取分子质量信息已有较多应用,如对血浆、干血斑、植物油、葡萄果皮和种子等样品中 UFA的测定。

 

     用于UFA检测的各类质谱技术,如色谱 [ 气相色谱(GC)或液相色谱(LC)]- 质谱联用技术(GC-MS或LC-MS)、离子淌度(IM)质谱联用技术(IM-MS)、原位电离质谱技术等,具有高灵敏度、高选择性等诸多优点,但直接用于UFA检测时仍面临诸多问题。如采用GC-MS直接检测时,由于UFA挥发性差,其检测灵敏度低;采用LC-MS直接检测时,由于脂肪碳链长及官能团少,UFA 离子化效率较低;采用原位电离质谱技术直接检测时,生物样本基质干扰非常严重。为提高UFA检测灵敏度,进而获取复杂生物体系中微量或痕量UFA的分子质量信息,目前多采用衍生化-质谱法进行 UFA的测定。

 

     衍生化-质谱法可明显提高UFA的检测灵敏度和选择性,但由于各类UFA物理化学性质差异巨大以及各类质谱技术适用范围不同,采用单一衍生化方法难以实现所有UFA的最优检测。因此,应根据所用技术、研究目的、研究对象,选择合适 的衍生化方法。例如,采用GC-MS分析UFA时,常用的衍生化方法有甲酯化、乙酯化、硅烷化和酰胺化,其衍生化目的主要是降低UFA的极性和提高UFA的挥发 性;采用LC-MS分析UFA时,衍生化试剂设计原理为在UFA分子中引入含N、O 等的质子亲合能较好的基团,从而提高离子化效率;采用原位电离质谱技术分析时,为降低基质效应,也会将UFA衍生化,衍生化试剂有2-氨甲基吡啶、N,N- 二甲基哌嗪碘化物等。考虑到关于脂肪酸衍生化的研究已有较多综 述,研究人员仅对2013— 2022年开发的UFA衍生化试剂进行了简单介绍,具体见表1。其中,ESI为电喷雾电离,MS/MS为串联质谱,MALDI为基质辅助激光解吸电离,MSI为质谱成像。

 

 

1.2 双键位置解析

 

     在获取分子质量信息后,可进一步通过判断双键位置实现位置异构体的鉴定,该步骤是解析UFA长期存在的一种挑战。究其原因为质谱表征技术的碰撞诱导解离(CID)或高能碰撞解离不足以破坏碳碳双键结构进而产生特征碎片信息。目前常采用衍生化-质谱法实现UFA双键位点或羧基的衍生化,并根据衍生化产物的碎裂图谱获取有关双键位置的信息。解析 UFA双键位置常用的衍生化反应有Paternò-Büchi(P-B)反应、环氧化反应、臭氧化-分解反应、电荷远程裂解(CRF)等。

 

1.2.1 P-B反应

 

     2014 年,MA等将醛和烯烃之间的光化学环加成反应应用到不饱和脂质的双键位置解析中,实现了丙酮与不饱和脂质之间的光化学反应,对反应产物进行质谱分析,可以获取双键位置相关信息。具体操作如下:配制含10μmol·L−1油酸的50%(体积分数)丙酮溶液,并向其中加入含 1%(质量分数)氢氧化铵的溶液。将上述溶液引入纳升电喷雾离子源(nanoESI)中雾化,油酸分子与丙酮分子在光照下发生在线P-B反应,反应产物进入质谱并经CID得到碎裂谱图,根据图谱中特征离子质荷比(m/z)197.2,171.1来推导油酸中双键位置。之后,MA等进一步将该反应用于鼠脑和乳腺癌组织,以及人前列腺癌细胞中UFA的定量分析。XIE等将该反应和IM-MS联用,用于共轭脂肪酸异构体如共轭亚油酸 FA18∶2(9Z,11E)和FA 18∶2(10E,12Z)的区分。此外,TANG等[55] 将P-B反应与MS/MS技术相结合开发了常压质谱技术,即微液节点表面采样探针/P-B反应/ESI-MS分析技术。该技术首次实现了组织样本中不饱和脂质位置异构体的原位分析,并用于鼠脑、肝、脾、肺、肾等多种组织中不饱和脂质位置异构体的快速筛查和相对定量。在此基础上,CHONG等将P-B反应与MS/MS技术相结合研究多发性硬化症小鼠模型中的UFA,并鉴定出一系列UFA及其位置异构体,如FA17∶1(10Z)、FA18∶1 (9Z)、FA18∶1(11Z)、FA18∶2(9Z,12Z)、FA 20∶4 (5Z,8Z,11Z,14Z)等,发现患有自身免疫性脑脊髓炎的试验小鼠(患病小鼠)和健康小鼠的脊髓中脂肪酸存在显著差异。考虑到肼苯哒嗪是一种已被证实的丙烯醛(鼠脊髓挫伤后其在体内浓度水平会显著升高,是脂质过氧化的一种反应产物)清除剂,该工作还探究了肼苯哒嗪治疗前后小鼠体内脂肪酸的变化,结果显示加入肼苯哒嗪后,患病小鼠脊髓中FA18∶1 (11Z)与FA18∶1(9Z)的比例明显增高。

 

     尽管P-B反应可实现双键位置的推导,但负离子模式下UFA的离子化效率较低。ESCH等将P-B反应中使用的丙酮换为乙酰吡啶,实现了正离子模式下的检测,在提高UFA离子化效率的同时还能确定碳碳双键的位置。XU等先对UFA进行 P-B反应,再将UFA上羧基用N,N-二乙基-1,2- 乙二胺进行酰胺化,并对所得反应产物进行ESI-MS/MS分析,最终实现了含1~6个双键的UFA的精确结构判断。DENG等采用苯甲酮作为P-B反应的衍生化试剂,并将该反应与开发的表面修饰探针纳升电喷雾质谱技术联用进行样品测定。该联用技术不仅扩大了P-B反应应用范围、提高了衍生化效率、增加了衍生化产物的质谱分辨率(由于苯甲酮的相对分子质量较大,它与UFA的反应产物的相对分子质量亦明显增大,产物离子和碎片离子更容易被识别),还实现了活体样本中脂类的原位检测。

 

     P-B反应具有快速,反应产物碎裂时 CID能量低等优点,可实现样品的原位分析,在UFA双键位置解析中占据一席之地。利用P-B反应分析PUFA,可产生多个加合离子,其中单分子衍生化试剂与PUFA中任一双键反应所得加合离子强度最高,这些单一加合离子经CID裂解可获取PUFA中对应双键信息。然而,随着 PUFA 长脂肪链中双键数的增多(如双键数大于 4),非P-B反应产物离子丰度随之增加,难以获取双键相关信息。为增加 P-B反应在PUFA中的适用性,可将P-B反应产物与Li+加合形成 [M+Li]+后再进行 CID裂解,或采用同位素标记方法识别碎裂图谱中的同位素特征离子。

 

1.2.2 环氧化反应

 

     环氧化反应是指含碳碳双键的化合物在环氧化试剂作用下生成环氧化物的反应。由于结构中存在双键,UFA的环氧化比较容易发生。2017年,ZHAO等首次将环氧化反应与MS/MS相结合应用于UFA 分析中,并根据碎裂图谱中特征离子信息推导出双键位置。具体试验流程如下:将 UFA溶于含1%(体积分数)氨水的50%丙酮溶液中,分取0.1mL置于1.5mL离心管中,在离心管中吹入低温等离子体(LTP),以促进过氧化酮产生;产生的过氧化酮与 UFA 发生环氧化反应,将反应产物引入nanoESI源中离子化,继而进入MS/MS进行分析;根据图谱中分子信息和特征碎片信息实现UFA的鉴定。2018年,ZHAO等对上述检测装置做了改进,将UFA溶液滴于纸带上,并将纸带放置在LTP探针和质谱进样口之间,UFA的环氧化和离子化瞬时发生,5s即可完成整个分析流程。CHINTALAPUDI等开发了集成电催化nanoESI的平台,检测原理如下:在电喷雾离子化过程中,直流电压使电极表面形成氧化物,电极氧化物与 UFA 碳碳双键发生原位环氧化反应,所得各离子用MS/MS分析,从而获取分子信息和特征碎片信息。SWINER等开发了线喷雾离子化方法,即通过在纤维线上施加直流高电压产生电晕放电,使UFA在极性溶剂喷雾中发生双键的环氧化,进而进行MS/MS分析,方法成功运用于肥胖病人血清中脂肪酸的鉴定。除了上述试剂,间氯过氧苯甲酸、单过硫酸氢钾等环氧化试剂也可用于UFA双键位置的解析。

 

     对于PUFA,环氧化反应不止发生在单一双键上,会出现多个双键的同时环氧化。当PUFA分子上有两个及以上双键被氧化时,其碎裂图谱十分复杂,难以解析,且双键数目越多,衍生化反应越复杂,所得质谱图亦越复杂,特征碎片越难以识别。目前采用环氧化方法分析PUFA 时,常用PUFA中单一双键发生环氧化的产物作为分析目标物,通过各目标物特征碎片的识别来推导PUFA中各双键的位置。此外,常用环氧化衍生化试剂的使用、存储安全性问题也不可忽略。

 

1.2.3 臭氧化-分解反应

 

     臭氧化-分解反应简称臭氧解反应,其反应过程如下:双键首先被臭氧氧化成环氧化合物,环氧化合物再水解成羰基化合物。2005 年,THOMAS等将臭氧解反应与ESI-MS相结合,用于磷脂双键位置的解析。该研究采用氧气作为雾化气,当 ESI喷针产生电晕放电时氧气会反应形成臭氧等离子体,该等离子体会与双键相互作用产生羰基化合物,以此可判断双键位置。该研究团队还开发了臭氧电喷雾电离质谱(OzESI-MS)和臭氧诱导解离(OzID)技术,进一步提高了臭氧解反应效率,且正负离子模式下均可实现检测,为分析复杂样本中的UFA提供了可能,但也对质谱改装提出了更高的要求。随后,臭氧解与质谱联用装置的研究越来越多。2011年,ZHANG等利用LTP探针在离子源内制造臭氧,臭氧与UFA发生反应生成臭氧解衍生化产物离子,对该离子进行质谱分析,可以确定UFA双键位置。上述研究所用装置对质谱仪类型无要求,且无需进行仪器改装即可实现样品的原位分析,但对复杂样本中脂质的分析具有一定局限性。HARRIS等和STINSON等利用低压汞灯发出的185nm紫外光照射溶液使其中氧气反应产生臭氧,臭氧再与 UFA发生环化解离等反应,所用装置简单、低耗、质谱兼容性好。KOKTAVÁ等 将金属氧化物激光离子化质谱成像技术与臭氧解相结合,在脂肪酸质谱成像的基础上,实现了UFA双键位置异构这种更深层次结构的区分和成像。此外,臭氧解与其他原位质谱技术如实时直接分析质谱技术等的结合,也可用于UFA的检测。

 

     臭氧解还可与衍生化反应联用来测定 UFA。POAD等将N(-4-氨基甲基苯基)吡啶鎓(AMPP)衍生化与OzID技术相结合用于UFA的测定。其中,AMPP衍生化增强了UFA离子化效率,且利用衍生化产物CID所得部分衍生化离子的母离子扫描可实现UFA脂肪链长短和不饱和度解析;使衍生化产物再发生臭氧解反应,可实现双键位置的清晰判断。这两种技术相结合的方法已被用于胎儿皮脂分泌物中UFA的测定,鉴定出了若干新UFA位置异构体,揭示了样本中脂肪酸的异构多样性。

 

     臭氧解反应应用广泛,是一种简单、快速的氧化反应。与环氧化反应、P-B反应不同的是,分析臭氧解产物时无需碰撞裂解即可实现双键位置的解析,即采用一级质谱即可完成双键位置的判断。但臭氧解产物不如其他衍生化产物稳定,故该方法对分析条件要求较为苛刻,常需要改装离子源或质谱仪以满足在线反应的发生。此外,相比于其他衍生化反应,采用臭氧解反应解析UFA双键位置时,特征离子强度相对较低。

 

1.2.4 电荷远程裂解

 

    一般来说,采用质谱直接分析UFA很难得到与双键位置相关的特征离子信息。如采用电子轰击电离源分析UFA时会出现大量重排和裂解离子,采用化学电离源分析UFA时缺少碎裂离子。TOMER等发现 UFA 负离子[M−H] −经碰撞激活解离后,可在双键左右两边烯丙基位断裂处产生与双键位置相关的特征离子。HSU等采用多级线性离子阱质谱技术对UFA的金属加合离子 [M−H+2Li]+进行分析,根据二级图谱中特征离子确定了双键位置,并详细阐明了 [M−H+2Li]+的质谱裂解规律,如 MUFA 主要发生麦氏(McLafferty)重排,PUFA主要发生双键乙烯基或烯丙基位裂解。YOO等采用电子诱导解离(EID)碎裂 UFA 金属加合离子 [M+Mn −H]+,发现双键处断裂所得碎片离子峰强度明显较低,根据该特征可以判断所有双键的位置。但由于采用EID碎裂,除电荷远程裂解外,还存在其他裂解方式,碎裂图谱信息较为复杂,且离子信号较低。RANDOLPH等采用低能CID方式将三- 邻二氮杂菲碱土金属络合物与UFA负离子 [M−H]−发生离子交换形成的 [M−H+Cat]+(Cat=Mg2+、Ca2+、Sr2+ 或Ba2+)碎裂,得到了可以反映双键位置的特征离子。该方式提升了反应的可控性以及谱图的重现性,有利于双键位置的判断。

 

     2013年,WANG等采用AMPP、N-(苯甲胺)-2,4,6- 三甲基吡啶鎓(BMA-TMP)、N(-4- 氨基甲基苄基)-2,4,6-三甲基吡啶鎓和4-氨基甲基-1-甲基吡啶-1-鎓(AMMP)等衍生化试剂对脂肪酸进行酰胺化来考察电荷环境对远程裂解的影响。探究发现,整个电荷体系为共轭体系,而非体系中电荷所处位置,与羰基之间的距离对电荷远程裂解方式影响极大。上述研究结果说明,AMPP、BMA-TMP、AMMP衍生化产物离子的脂肪链具有大致相同的裂解方式,该裂解方式可产生与双键位置相关的碎片离子。YANG等采用AMPP对UFA进行衍生化,并根据衍生化产物碎裂图谱中近双键位置离子强度的下降确定双键位置,以及根据相差40Th的系列碎片离子确定多个双键位置的存在。之后,其将该方法用于人血清中UFA的筛查和量化,成功检测出α-亚麻酸和γ-亚麻酸,并证明中性酯中γ-亚麻酸和α-亚麻酸的比率比二者非酯化的比率高出3倍。FRANKFATER等实现了AMPP衍生化与原位质谱的联用,并评价了基质辅助激光解吸电离-串联飞行时间质谱在脂肪酸结构鉴定方面的应用。此外,将脂肪酸甲酯(FAME)转化为二甲基恶唑啉(DMOX)衍生物,然后进行串联质谱分析,也可以得到用于双键位置判断的碎片离子。

 

     由于脂肪链断裂时存在大量非选择性断裂,UFA电荷远程裂解所得碎裂图谱较为复杂且特征离子信噪比低,不易于判断化合物碳碳双键的位置。此外,与P-B反应、环氧化反应、臭氧解反应相比,电荷远程裂解对形成的母离子有一定要求,采用该裂解方式难以实现样品的原位分析。

 

1.2.5 其他方法

 

     THOMAS等通过以下两种方式获取 UFA的 [M−2H+Na] −离子:①将含氟化钠和UFA的甲醇溶液引入ESI源,在负离子模式下得到 [M−H+NaF] −,之后对 [M −H+NaF] −进行CID裂解获取;②将含氢氧化钠或碳酸氢钠以及UFA的甲醇溶液引入ESI源,在负离子模式下直接获取。获得的 [M−2H+Na] −离子是由羧基和脂肪链双烯丙基位均失去质子而形成的稳定共轭负离子。在CID条件下,该共轭负离子的双键及其邻位或烯丙基位会经电荷导向裂解过程产生与双键位置相关的特征离子。由于MUFA形成的 [M−2H+Na]−强度低,以及含两个双键的UFA反应所得 [M −2H+Na] −的碎裂特异性差,本方法不适用于含有一个或两个双键的UFA位置异构体的确定,仅适用于含有不小于3个双键的UFA位置异构体的确定。

 

    由于UFA中双键可吸收特定波长紫外光,导致电子被高能激发而发生UFA直接碎裂或UFA分子内能量重新分配后碎裂。目前已有多项研究采用紫外光解离质谱技术分析UFA,该方法基于碳碳双键对光子吸收的选择性以及临近碳碳双键的位置易发生断裂来获得高强度的特征离子,从而实现UFA位置异构体的区分。采用光敏衍生化试剂,如1-[3-(氨基甲基)-4- 碘苯基 ] 吡啶 -1- 鎓、1-[4-(氨基甲基)-3- 碘苯基 ] 吡啶-1-鎓、4-碘苯胺、N(-2- 氨基乙基)-4-碘苯甲酰胺等,结合光解离质谱技术,可实现衍生化产物在离子源内的自由基定向解离,进而根据所得特征离子来判断双键位置,并通过CID裂解获取多级质谱图。其他可以解析双键位置的衍生化-质谱法还有很多,如ZHANG等以氯胺-T为衍生化试剂对UFA和磷脂酰胆碱的双键进行衍生化,再通过CID碎裂获取与双键位置有关的特征碎片信息,并将该方法用于人甲状腺癌组织中UFA的探究;利用高效液相色谱-大气压化学电离-串联质谱法分析FAME时,FAME中双键可与乙腈形成加合离子 [M+C3H5N]+· ,经质谱分析后可获取与双键位置有关的特征碎片信息;以氧气为衍生化试剂,与MUFA发生氧化反应获取4种烯醇异构体,再通过CID裂解获取4种与双键位置相关的碎片离子。

 

     解析UFA双键位置是目前的研究热点之一,常用方法包括P-B反应、环氧化反应、臭氧解反应、电荷远程裂解等,其他各类衍生化 - 质谱法也在不断涌现。这些质谱表征方法在衍生化反应速率、装置普

 

适性、原位分析的适用性、产物离子的质谱响应和谱图复杂性等方面各有不同(见表2),使用时需根据具体情况选择合适方法。

 

 

1.3 顺反异构解析

 

    很多UFA顺反异构体在生物体中表现出明显不同的生理效应,其表征具有重要意义。在获取分子质量信息和双键位置后,更深入地去判断分子的顺反异构,会进一步增加UFA的解析难度。目前,常用衍生化-质谱法或新开发的质谱技术来区分UFA顺反异构体。

 

    SCRIBE等对MUFA进行酯化获得单不饱和脂肪酸甲酯(MUFAME)后,采用二甲基二硫醚(DMDS)与MUFAME中双键发生加合反应,并对加合产物进行 GC-MS分析,原双键位置发生断裂,所得的质谱图中含有加合产物分子离子(M+)峰及与双键位置相关的特征离子峰。另外,由于双键顺、反式结构的不同,MUFAME会分别产生苏式和赤式加合物,可在GC上实现很好地分离,因此该方法可用于精确区分 MUFA 顺反异构体,但是不适用于复杂样品的分析。SHIBAMOTO等采用DMDS衍生亚油酸甲酯顺反异构体,所得加合物用GC-MS分析,用于区分亚油酸(一种二烯酸)顺反异构体。对于含有亚甲基间隔的双 - 顺式或双-反式二烯酸来说,由于空间位阻的存在,DMDS加合反应只能发生在一个双键上,并分别生成两种加合物;对于含有亚甲基间隔的单-顺式(单 - 反式)二烯酸,DMDS加合反应只发生在顺式双键上,生成一种加合物。因此,根据质谱图中M+峰、与双键位置相关的特征离子峰以及色谱峰的个数和保留时间可以实现含亚甲基间隔双键的二烯酸顺反异构体的判断,但对于含有亚甲基间隔的单-顺式(单-反式)二烯酸来说,该方法难以判断其中反式双键的位置。

 

     UFA顺反异构体的质谱裂解规律几乎一致,无法根据碎片离子m/z进行区分,但图谱中与双键相关离子的信号强度会存在一定差异,可以此作为区分顺反异构体的依据。PHAM等采用4-碘苯胺(pIA)与FAME反应形成带质子络合物([FAME + pIA]+),经 CID碎裂后可获得该络合物的碎裂图谱,根据碎裂图谱中两个特征离子的强度比可以区分双键顺反异构体,如 [FAME 18∶1(9Z) + pIA]+碎裂图谱中m/z297峰强度比 m/z 295峰的高,[FAME 18∶1(9E) + pIA]+碎裂图谱中m/z 295峰强度比m/z 297峰的高。

 

    离子-电子碰撞活化(EIEIO)质谱技术可用于脂质的分析。在用5~16eV的电子束照射单电荷脂质离子后,根据谱图中氢丢失非自由基产物离子(由临近双键的甲基端碳碳单键碎裂产生)强度的差异,可以判断双键的顺反式,这是由于顺式异构体的临近双键的碳碳单键碎裂情况与其他单键碎裂情况接近,而反式异构体碎裂产生的氢丢失非自由基产物离子强度较高。差分离子淌度(DMS)可以用来分离顺反异构体,因此 DMS-EIEIO MS 也是一种鉴定UFA顺反异构的可行性手段。

 

    由于UFA顺反异构体的质谱裂解规律几乎一致,且UFA多数特征离子强度的差异并不明显,因此质谱表征技术鉴定 UFA 异构体仍存在巨大挑战。考虑到采用质谱表征技术区分UFA顺反异构体的现有研究较少,且UFA顺反异构体表征对生命活动中多种生理功能具有深远影响,质谱表征技术的研究需要投入更多,而新的衍生化 - 质谱方法或新的质谱联用技术的发展或成为解析UFA顺反异构体的未来发展方向。

 

2.总结

 

     UFA在生物体内广泛存在,不同结构,甚至相同结构、不同构造或不同构型的UFA的生理效应都可能存在巨大差异。因此,对UFA进行深入解析有利于发现生物标志物和阐释疾病机制。研究人员从UFA的结构鉴定和精细解析两方面出发,对UFA质谱表征方法进行了归纳总结,主要从脂肪碳链解析、双键位置解析、顺反异构解析等3个途径系统概括了UFA的深入解析过程,并指出了部分衍生化方法中的关键细节和优缺点。虽然现有质谱表征方法具有诸多优势,但其局限性也较为明显,如P-B衍生化反应解析PUFA时副反应较多、环氧化反应解析PUFA时会出现多个双键的同时环氧化、UFA臭氧解产物不稳定、UFA电荷远程裂解存在大量非选择性断裂等。此外,UFA顺反异构体解析目前仍存在巨大挑战。这些存在的问题均对UFA的质谱表征新方法提出更高要求:在提高检测灵敏度的同时,还需满足衍生化反应快速、高效、原位、生物兼容等要求,以实现各种基质样本的测试;衍生化产物更稳定;所得谱图干净、重现性好,且可提供更深层次UFA解析信息;发展新式质谱联用技术等。质谱表征方法的不断推陈出新和对现有表征技术进行优势整合,可为UFA结构表征新方法的开发指明方向。

 

作者:覃勇 1,2,王敏丹1,刘莉1,冯陈国1,陈秀萍1,2,张芳1,2

 

单位:1. 上海中医药大学 创新中药研究院 手性药物研究中心;

 

2. 广西壮族自治区食品药品检验所

 

来源:《理化检验-化学分册》2024年第12期

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来源:理化检验化学分册