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磷脂质

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磷脂质相关的资讯

  • TL2350 快速测定植物油中磷脂含量
    TL2350 快速测定植物油中磷脂含量哈希公司 4 days ago背景介绍植物油中的磷脂含量,是植物油生产中的重要质控指标。在加工工艺中,磷脂的存在会增加脱酸环节中中性油的损失以及脱色白土的用量,同时还会导致加氢催化剂的中毒。在油品储藏环节,磷脂会使油脂反色,同时也会导致大豆油等油品的回味。因此,磷脂作为油品加工工艺中的重要质控指标,一直受到关注。油品的磷脂测定一般采用钼蓝比色法(GB/T 5537-2008),该方法将油品灰化加酸预处理后用分光光度计测定,经典的钼蓝比色法虽然可以准确的测定油品磷含量,但却存在耗时过长,分析效率低的缺点。近年来,中储粮某下属油脂加工企业,开始采用 TL2350 浊度仪用于油品磷脂含量的快速检测,该方法能基本满足油品行业磷脂检测的内部质控要求。应用情况主要仪器及试剂:TL2350,浊度样品瓶(2084900),无磷一级精炼油,已知磷含量油脂,分析纯丙酮。用户采用 TL2350 浊度仪,以不含磷脂的一级精炼植物油为溶剂,将已知磷含量的油样配置为浓度为 50、100、150、200、250mg/kg 的标准油样,用 TL2350 测定标准系列的浊度值并记录和绘制标准曲线,计算回归方程。在大豆油磷脂含量<300mg/kg 时,浊度法测定磷脂含量可获得较良好的重复性,能满足压榨车间磷脂控制的日常监测需求,单个样品的测试时间可缩短至 10min。总结浊度法是一种行之有效的油品磷脂快速测试方法,传统的 GB/T5537 -2008 中单个样品的分析时间至少为 4 小时,而浊度法仅为 10min。该方法适用于磷脂含量小于 300mg/kg 的大豆毛油检测,能满足绝大部分大豆油的生产质控需要。但当油脂类型改变时需单独摸索浊度与磷脂的相关条件。方法的标准曲线需要定期校准,建议校准周期为一周。浊度法与国标法的检测数据差异在工艺许可的范围内,只要定时调准曲线,既可满足日常质控要求。浊度法比较适用于工厂内部的检化验室使用,可及时提供数据,服务压榨车间生产。END哈希——水质分析解决方案提供商,我们致力于为用户提供高精度的水质检测仪器和专家级的服务,以世界水质守护者作为使命,服务于全球各地用户。如您想要进一步了解产品或需要免费解决方案,请通过【阅读原文】与我们联系,通过哈希官微留下您的需求就有机会赢取便携乐扣弹跳杯哦!
  • 创新进展|单进军、谢彤团队构建模拟谱库快速表征一类特殊复杂脂质——心磷脂及其氧化产物
    创新进展近日,南京中医药大学单进军、谢彤团队在Analytica Chimica Acta(分析化学一区,IF: 6.558)正式发表了题为In-silico-library-based method enables rapid and comprehensive annotation of cardiolipins and cardiolipin oxidation products using high resolution tandem mass spectrometer的研究性论文。该文章基于Orbitrap高分辨质谱平台,创新性的通过计算机模拟方式,建立了心磷脂及其氧化产物的质谱谱库。凭借高分辨质谱平台的超高分辨率、亚ppm级质量精度,及Stepped NCE 高能碎裂模式(HCD)获得的丰富二级碎片信息,使得该方法获得模拟谱图与真实检测样本的谱图匹配一致性高。该创新分析方法的建立,对于解决以心磷脂及其氧化物为代表的、具有结构多样性及低丰度分析挑战的代谢物/脂质,进而研究其在疾病发生发展过程中的生物学效应,都有着广泛而深远的参考与借鉴价值,为探索全新的疾病生物标志物带来可能!(点击查看大图)文章赏析心磷脂(CL)是含有3-4个脂肪酰基侧链的独特磷脂。在真核生物中,它主要分布在线粒体内膜,占线粒体内膜磷脂总量的10-25%。心磷脂独特的锥状结构能稳定线粒体膜结构,参与维持线粒体正常的嵴形态。大量文献报道心磷脂参与细胞色素c、电子呼吸链蛋白的正常功能。异常的心磷脂含量、结构和心磷脂氧化会促使细胞凋亡并触发免疫炎症反应。在非靶向脂质组学研究中,发现并快速注释心磷脂及其氧化产物有助于探索心磷脂代谢在疾病发生发展过程中的生物学效应。然而,由于心磷脂及其氧化物的结构多样性及低丰度特征,给其分析鉴定带来极大的挑战。为了解决这一问题,团队在色谱和质谱条件优化的基础上,基于计算机模拟方法建立了心磷脂及其氧化产物的质谱谱库。谱库中涵盖了31578个单溶血心磷脂、52160个心磷脂以及42180个氧化型心磷脂的质谱谱图(谱图数据基于Q-Exactive-MS/MS质谱方法裂解模拟)。该模拟谱库具有较好的兼容性,且谱库中的模拟谱图与真实检测样本的谱图匹配度好,匹配度得分值高,并成功地运用于线粒体非靶向心磷脂表征以及人工氧化心磷脂的研究中。(点击查看大图)该研究列出了样品与模拟谱库的匹配结果,并附上了谱图相似性评分(所有模拟谱库的二级碎片和丰度均来源于标准品模拟)。在优化的色谱条件下,模拟谱库涵盖了三个常规前体离子[M-2H]2-、[M-H]-和[M+NH4]+的二级谱图,扩充了质谱谱库中心磷脂特异性谱图的数量。三种前体离子的模拟谱库谱图相似性评分较高,均表现出较好的匹配度,体现了该方法的优势。(点击查看大图)运用此方法,该研究对心、肝、脾、肺、肾、大脑、小脑、回肠、结肠、十二指肠以及Hep2、A549两种细胞系中的心磷脂进行了定性定量分析。为了评估匹配结果、验证该数据库的可靠性,对不同谱图相似性得分段的谱图数进行统计,结果显示谱图得分值均较高。在10种动物组织线粒体和细胞系样品中,一共鉴定出392种心磷脂。通过新建的计算机模拟心磷脂谱库,能够很好的区分样本中单溶血心磷脂和心磷脂,实现对复杂生物样本中心磷脂的准确测量。(点击查看大图)该研究还建立了心磷脂氧化产物的模拟谱库,并成功对小鼠心脏和肝脏线粒体中的氧化型心磷脂进行了归属。比较了两种人工氧化方式氧化产物的偏好,发现Fenton反应易于生成+O或者+2O的氧化产物,而过氧化叔丁醇的氧化反应倾向于产生+3O或者+4O的氧化产物。通过对氧化碎片个数的统计,发现占比最多的氧化碎片是C18-OH和C18-OOH,提示含有十八个碳的脂肪酰基更易被氧化。有趣的是,在过氧化叔丁醇的反应中,肝脏线粒体中的心磷脂似乎表现出更高的氧化产率,虽然没有进一步的验证,但是推测这种氧化效率的差异可能源于肝脏和心脏不同的代谢能力。团队介绍单进军,博士,教授南京中医药大学中医儿科学研究所副所长,江苏省儿童呼吸疾病(中医药)重点实验室副主任,南京中医药大学——UC Davis医学代谢组学联合实验室中方负责人。江苏省“333高层次人才培养工程”中青年学术技术带头人,江苏省“六大人才高峰”高层次人才选拔培养对象,NIH West Coast Metabolomics Center访问学者。研究方向:代谢组学与中医药;复杂疾病代谢调控机理及中药防治作用。先后主持国家自然科学基金、江苏省自然科学基金、江苏省“333”工程科研项目和江苏省高校自然科学研究重大项目等课题;以第yi或(共同)通讯作者在Gut Microbes,Pharmacol Res,Anal Chim Acta,Phytomedicine和药学学报等国内外期刊发表学术论文60余篇;获国家发明专利3项;获教育部科学技术进步二等奖、世界中联中医药国际贡献奖-科技进步二等奖和江苏中医药科学技术奖一、二等奖。现为世界中联儿童医药健康产品产业分会常务理事兼副秘书长、世界中联儿科专业委员会常务理事、中华中医药学会中药实验药理分会青年委员, 中国中医药信息研究会儿科分会理事、中国研究型医院学会儿科学专业委员会青年委员,《世界科学技术-中医药现代化》杂志中青年编委。谢彤,博士,副教授江苏省儿童呼吸疾病(中医药)重点实验室骨干成员。2012年毕业于中国药科大学药学(药物代谢动力学)专业。美国NIH West Coast Metabolomics Center (UC Davis)访问学者。近年来主持国家自然科学基金等厅局级以上课题研究8项;以第yi作者或者通讯作者在Anal Chim Acta,J Chromatogr A等杂志发表SCI论文10篇。现为世界中医药学会联合会儿科专业委员会理事。研究方向:运用代谢组学/脂质组学技术研究(1)呼吸疾病发病机制及中药干预作用;(2)中药复杂组分的体内外物质基础研究;(3)药物安全性。如需合作转载本文,请文末留言。
  • 血浆甘油磷脂与生活方式和心血管代谢性疾病风险研究获进展
    中国科学院上海营养与健康研究所研究员林旭研究组与中国科学院分子细胞科学卓越创新中心研究员曾嵘研究组合作,分别在Diabetologia、The American Journal of Clinical Nutrition上,发表了题为Associations of plasma glycerophospholipid profile with modifiable lifestyles and incident diabetes in middle-aged and older Chinese、Plasma glycerophospholipid profile, erythrocyte n-3 PUFAs, and metabolic syndrome incidence: a prospective study in Chinese men and women的研究论文。  近几十年来,我国居民的肥胖、代谢综合征及糖尿病等心血管代谢性疾病的患病率快速攀升,威胁居民健康。健康的生活方式是国际公认的预防和控制这类疾病经济有效的方法,但目前人们对其在疾病过程中的复杂影响和调控路径认识有限。近年来,包括脂质组在内的代谢组学技术的快速发展,为发现疾病早期的生物标记物、阐释疾病发生发展相关的代谢通路和调控因素提供了契机。在诸多脂质分子中,甘油磷脂(glycerophospholipid, GPLs)作为哺乳动物细胞膜含量丰富的磷脂,参与了多种生理功能,如细胞信号传导、脂蛋白分泌和代谢,以及内质网、线粒体的功能等。大量动物研究提示,GPL代谢紊乱能引发内质网应激、以及肥胖、胰岛素抵抗、血脂异常等代谢异常。迄今为止,国际上有关GPL与糖尿病、代谢综合征的前瞻性队列研究有限,尤其是在亚洲人群中的研究十分匮乏。  林旭团队与曾嵘团队合作,通过采用高通量靶向液相色谱-电喷雾串联质谱法定量检测了2248名参加“中国老龄人口营养健康状况研究”志愿者的基线血浆脂质组(728种脂质),其中包括160种GPLs。林旭组博士生陈双双和副研究员孙亮等在GPL与糖尿病的相关研究(Diabetologia)中发现:(1)8种GPLs [1种溶血磷脂酰胆碱、6种磷脂酰胆碱(PC)以及1种磷脂酰乙醇胺(PE)],尤其是与脂质从头合成途径(de novo lipogenesis pathway,DNL)脂肪酸相关的PC水平升高可显著增加6年糖尿病发病风险(相对风险比值比:1.13-1.25;图1);(2)其中4种仅包含饱和、单不饱和的脂肪酸酰基链的GPLs[PC(16:0/16:1, 16:0/18:1, 18:0/16:1)和PE(16:0/16:1)]与高精制谷物(大米和面条),低鱼类、奶制品和大豆制品摄入相关的膳食模式呈显著正相关(P 0.001;图2);(3)上述8种GPLs与糖尿病风险之间的正相关性在体力活动水平较低的个体中更为显著(P-inter 0.05;图3)。而在与代谢综合征相关的研究(AJCN) 中则发现:(1)11种GPLs(1种PC、9种PE以及1种磷脂酰丝氨酸)水平的升高可显著增加6年后代谢综合征的发病风险(相对风险比值比:1.16-1.30;图4),而这些GPLs的sn-2位置大部分含有长链或超长链多不饱和脂肪酸(PUFAs);(2)其中7种GPLs与代谢综合征发病风险之间的正相关性在红细胞膜n-3 PUFAs水平较低的人群中更显著(P-inter 0.05;图5)。上述研究提示特定GPL能显著增加6年后糖尿病或代谢综合征的发病风险,但增加体力活动或摄入n-3 PUFAs可能有助于降低其对心血管健康的负面影响。  研究工作得到中科院战略性先导科技专项(B类)、国家自然科学基金及上海市科技重大专项等的资助。  论文链接:1、2
  • 西南大学通过仪器信息网订购远慕人磷脂酶A2(sPLA2)ELISA试剂盒
    上海远慕是国内elisa试剂盒优质供应商,本司代理销售不同elisa试剂盒品牌的进口/国产elisa试剂盒,专业供应科研实验所需的培养基,抗体,动物血清血浆,标准品对照品,化学试剂,酶联免疫试剂盒,白介素试剂盒,金标检测试剂盒,微生物,蛋白质,ELISA种属涵盖广,凭借多年行业经验,完善的售后服务,高质量的产品,赢得客户一致好评,欢迎来电咨询! 产品名称:人磷脂酶A2(sPLA2)ELISA试剂盒说明书定量检测试剂盒 规格:48T/96T(仅用于科研,不得用于临床诊断)。 贮藏条件:2-8℃低温保存 有效期:6个月 特异性: 人磷脂酶A2(sPLA2)ELISA试剂盒说明书可同时检测天然或重组的,且与其他相关蛋白无交叉反应。 检测种属:人、大小鼠、兔、羊、猴、猪、豚鼠ELISA检测试剂盒等种属。 西南大学客户通过仪器信息网平台订购远慕人磷脂酶A2(sPLA2)ELISA试剂盒 我们给这位客户介绍了该产品并报完价格发去产品说明书,客户和我们沟通的非常顺畅,了解我们的产品后,客户对我们非常有信心,当即就下了订单,下面是和客户的沟通记录: 远慕生物,专业供应科研实验所需的培养基,抗体,动物血清血浆,标准品对照品,化学试剂,酶联免疫试剂盒,白介素试剂盒,金标检测试剂盒,微生物,蛋白质,ELISA种属涵盖广,凭借多年行业经验,完善的售后服务,高质量的产品,赢得客户一致好评,欢迎来电咨询与订购!
  • 沃特世推出全新Oasis PRiME MCX小柱和样品板,可有效去除生物基质中的磷脂及其它干扰物质
    使用全新样品制备工作流程制备超洁净样品,实现稳定、准确的LC和LC-MS定量分析? 美国马萨诸塞州米尔福德市,2018年1月26日 - 沃特世公司正式推出Waters Oasis PRiME MCX小柱和96孔板,这款产品能够选择性地保留并浓缩碱性化合物,同时去除多达99%的磷脂,而且样品处理速度比传统混合模式固相萃取(SPE)产品提升了一倍。成功去除生物基质中含量最高的干扰物质—磷脂,将不仅有助于研究人员获取准确的信息,还能简化分析操作、提高方法的稳定性并延长仪器正常运行时间。 沃特世的全新Oasis PRiME MCX小柱和样品板,可有效去除生物基质中的磷脂及其它干扰杂质 沃特世公司化学品技术中心首席产品运营经理Kim Haynes表示:“尽管大家都知道样品净化具有减少基质效应、降低检出限等诸多优势,但由于没有时间去开发样品制备方法,许多研究人员会选择省去样品制备步骤。他们希望以尽可能少的步骤,更快地获得准确结果。为此,我们针对Oasis PRiME MCX开发了精简的三步和四步法方案,这些方案不仅能够稳定地、且可重现地制备更洁净的样品,而且相较于传统混合模式SPE速度更快。最终,研究人员可以借助这些优势提升定量结果的可靠性,从而更好地为临床试验、临床研究以及法医毒理学、食品或环境研究提供支持。” Oasis PRiME MCX是一款混合模式(反相和阳离子交换)吸附剂,在定量分析生物基质(如血清、血浆、全血或人类/动物组织,以及牛奶、肉类和鸡蛋等食品样品)中的目标物时,这款吸附剂能够轻松应对此类分析所固有的复杂性。此外,该产品无需活化和平衡即可使用的特点,为研究人员节省了大量的时间和精力。除了能够简化流程外,Oasis PRiME MCX还能制备更洁净的样品,减少了色谱柱堵塞、离子源污染等原因引起的离子抑制效应和仪器停机,从而为研究人员提供了高度一致的结果。另外,样品越洁净,意味着色谱柱的使用寿命就越长。 沃特世小柱和样品板采用经过优化的专利工艺生产,与正压萃取装置或负压真空萃取装置配合使用时,不仅能够大幅提升工作流程的重现性,还能缩短样品处理时间。此外,为进一步保障质量,每一批用于Oasis PRiME MCX小柱和样品板的吸附剂在质控时都使用通用四步磷脂去除方案进行了测试。 目前,沃特世已开始向全球供应Oasis PRiME MCX小柱和96孔板。Oasis PRiME MCX的推出,为处于市场领先地位的沃特世样品制备产品系列Oasis PRiME HLB、Ostro、Sep-Pak、Oasis HLB和Oasis Mixed Mode IEX又增添了新成员。 高品质样品制备成就高品质分析结果 过去十年来,分析仪器技术飞速发展,分析检测限(LOD)已创历史最低记录。LC-MS仪器检测和定量痕量样品成分的能力较之以往也有了显著提升。即便如此,某些样品成分可能仍然无法被检出,而未检出的样品成分自然也就无法进行定性和定量。因此,在当前要想获取高质量的LC-MS数据,样品制备过程比以往任何时候都更加重要。 去除样品中的干扰组分(例如血液或血浆样品中的脂质和色素)是提高质谱仪信号强度和灵敏度的关键,因为这些组分会干扰样品中目标分析物的信号响应。此外,实践证明,去除样品中的基质干扰物质也是延长色谱柱和质谱仪使用寿命的可靠方法。 关于沃特世公司 沃特世公司(纽约证券交易所代码:WAT)是全球领先的专业测量仪器公司,作为色谱、质谱和热分析创新技术的先驱,沃特世服务生命科学、材料科学和食品科学等领域已有逾60年历史。公司在全球31个国家和地区直接运营,下设15个生产基地,拥有约7,000名员工,旗下产品销往100多个国家和地区。
  • Webinar报名啦:3-MCPD,MOSH/MOAH,草甘膦、磷脂酰乙醇等自动化检测方案
    时间:2020年5月26日周二 下午14:30 - 15:30内容:本次网络研讨会将为大家带来最新针对食用油中3-MCPD及缩水甘油的检测食品中矿物油污染MOSH/MOAH检测食品中草甘膦的检测法医毒理学的酒精消耗标记物磷脂酰乙醇的检测等应用的自动化样品制备解决方案。讲解自动化的需求,流程和及哲斯泰解决方案的优势所在。使用哲斯泰MPS多功能全自动样品前处理平台,结合独有的样品前处理模块,并且在智能的Maestro软件的全程控制下,我们可以自动化实现样品的振荡,孵化,离心,溶剂蒸发,氮吹,液液萃取,及在线衍生等功能。对于样品萃取或是净化,我们有过滤,离心以及自动化固相萃取模块,满足GC/MS及LC/MS分析对样品前处理的需求。欢迎大家拨冗参加!长按二维码报名
  • 让前处理技术跨越“有机”和“无机”之间鸿沟——访睿科仪器有限公司总经理林志杰
    仪器信息网讯 自动化是实验室样品前处理设备未来发展的一个方向。近几年来,客户采购分析测试设备几乎都装备自动进样装置 从而保证了分析测试的重现性、准确性和自动化。在样品前处理环节,之前仍然是大量实验室在使用手动的装置处理样品 这两年随着技术发展,客户质量、效率、安全意识的提升,自动化前处理设备越来越被认可和使用。这两年一些仪器公司在这个领域深耕,逐步推出客户喜欢的、可接受的、高性价比的自动化前处理设备。睿科仪器有限公司(以下简称:睿科)就是这样一家典型的样品前处理自动化设备研发和生产企业。面对客户的各种差异化前处理流程需求,综合考量成本、价格、可靠性、技术难度、应用多样性等问题,近年来逐步推出多款自动化前处理设备,分段、分类逐步的“自动化”把样品前处理中最脏的、最不可靠的、最累的环节解决掉,这样的产品具有较广范的适用性和易用性。  anaylica China 2016期间,睿科推出两款全新的产品:AutoPrep-100全自动标准溶液配制仪和AutoGDA-72全自动石墨消解仪。为了解两款仪器设备详情,仪器信息网编辑特别邀请睿科总经理林志杰进行深入的交流。  睿科仪器有限公司总经理林志杰  从“固相萃取”开始的样品前处理全过程自动化之路  “因应客户需求,但是要做到比客户还了解其需求。”林志杰说到,在和许多客户接触过程中了解到,样品前处理领域的用户的自动化需求越来越大,但是大部分客户还是不了解、不信任、不敢使用自动化手段去帮助自己。  2010年,睿科成立之初,按照用户的样品前处理流程,找寻痛点,先从最复杂的,最需要解决的有机前处理段“固相萃取”步骤入手,因此有了第一个系列“全自动固相萃取仪”。样品萃取完了需要浓缩,因此出了第二个系列“全自动高通量平行浓缩仪”。随后睿科看到萃取前需要均质,因此有了第三个系列“全自动多样品均质器”。随着多农残留、多元素分析的技术发展,“配液”的环节成为卡点,因此睿科今年推出了新产品Autoprep-100全自动标准溶液配制仪,解决客户配液的痛点。作为专业化前处理厂家,睿科不可能忽略无机前处理手段,所以有了第五类产品Auto GDA-72全自动石墨消解仪。  作为全自动的实验室样品前处理仪器设备,需要满足用户的高精度、高稳定性、高重复性的要求。睿科一直在做自动化的样品前处理设备,已经建立通用的自动化控制技术和硬件平台,具有丰富的材料选择经验和技术,积累了大量的“自动化设备”经验。林志杰说到:“全自动固相萃取仪经受住了用户多年使用的检验,自动化设备的稳定性、可靠性表现很好!”  通吃“有机”和“无机”  在多残留测试中,需检测的目标化合物种类会多达几十种、甚至上百种。正常情况下,一个人需要多天时间来配制所需的混标,中间还不能出错。配液通常需在相对密闭的环境中,挥发物会对人身造成伤害。“用自动化的设备来帮助解决准确性、效率和人身安全问题。”林志杰说到,为此睿科推出AutoPrep-100全自动标准溶液配制仪。  AutoPrep-100全自动标准溶液配制仪  通常,用户同时需要无机和有机配标的需求 有别于大多数标液配制仪,AutoPrep-100采用精心选择的泵、管路等连接材料,能适应不同的溶剂(酸、有机溶剂等),同时满足用户的无机和有机配液样要求,帮助客户降低实验室仪器设备购置费用。  仪器信息网编辑注意到,在AutoPrep-100具有较高自动化的同时,还提供用户手动配标的功能。林志杰说到,用户在购买预算有限的情况下,可以先购买只提供手动配液功能的AutoPrep-100 任何时候用户有需要,AutoPrep-100能够升级到的“全自动”,这就满足了更多样的用户购买需求。此外,AutoPrep-100内建智能化配液方法。只需告知母液的浓度,即可自动稀释到设定的浓度,仪器自动设定稀释的倍数和方法。  强强联合 “石墨消解”+“自动化”  睿科以前聚焦于有机样品前处理领域。随着AutoGDA-72全自动石墨消解仪的推出,睿科的发展进入了新的一页。石墨消解是一项非常成熟的技术,睿科选择这个技术没有风险 AutoGDA-72是在传统的石墨消解技术上,嫁接了睿科专精的自动化技术。可靠地自动化技术+传统成熟的石墨消解技术相结合,为客户提供了可靠的、自动化的样品消解产品。  AutoGDA-72全自动石墨消解仪  在消解的过程中,仪器具备自动加盖、取盖的功能,无需人工介入,满足一些特别消解要求。在消解过程中,经常需要多次加酸、补酸,“自动加盖、取盖功能”可满足自动补酸、加酸的同时,“加盖”可避免酸的过度挥发,降低酸的用量,降低酸带来的本底干扰。机器自带的无线控制功能,避免了酸对各种控制线缆的腐蚀,降低仪器设备损坏的可能性。AutoGDA-72能同时处理72个样品,独具“颜色的终点判断”功能。  无机和有机,在样品前处理环节是个密不可分的组成部分,睿科无机样品前处理产品的推出,为睿科赢得了更多客户选购睿科产品的机会。  “有的放矢”做产品  做仪器是需要“慢工出细活”,林志杰说到。睿科投入一、二千万成立了应用开发实验室。该实验室拥有60多员工,配备了GC-MS、GC-MS-MS、LC-MS-MS、ICP-MS、AAS、AFS、IC、电位滴定等仪器设备,已经通过CNAS、CMA、CMAF的认证。林志杰说到,每一个产品都会经过应用实验室真实的严格的用户测试体验,囊括“客户需求提炼”、“功能验证”、“样机测试改进”、“应用方法开发”等各个环节,睿科非常了解客户的需求,产品的每一个功能都力争做到“有的放矢”。  编后记:  林志杰透露,睿科将加快新产品研发的进度,未来会提供更多、更新的、有创意的自动化样品前处理设备。睿科希望未来不单提供自动前处理设备,更希望通过帮助客户优化流程,提升效率,为用户创造价值。让我们拭目以待,睿科将在实验室自动化样品前处理领域走多快、多远?
  • 林志玲欲做试管婴儿? 精子质量检测那点事儿
    p style="text-align: justify line-height: 1.5em text-indent: 2em "span style="font-family: 楷体,楷体_GB2312, SimKai font-size: 18px "近日台湾媒体报道,国民不老女神林志玲被曝花40万台币(约合8万人民币)做试管婴儿,她所做的“三代试管”生下双胞胎机率相当大,如果一切顺利,林志玲可在明年如愿升格当妈妈。/span/pp style="text-align: center line-height: 1.5em text-indent: 0em " img title="林志玲.jpg" style="max-height: 100% max-width: 100% " alt="林志玲.jpg" src="https://img1.17img.cn/17img/images/201908/uepic/3cf82f74-92d2-4b16-9d61-6ab2c13c919e.jpg"/ /pp style="text-align: center line-height: 1.5em text-indent: 0em "span style="font-family: 楷体,楷体_GB2312, SimKai "林志玲与丈夫黑泽良平(日本)/span/pp style="text-align: justify line-height: 1.5em text-indent: 2em "span style="color: rgb(0, 112, 192) font-size: 18px "strongbr//strong/span/pp style="text-align: justify line-height: 1.5em text-indent: 2em "span style="color: rgb(0, 112, 192) font-size: 18px "strong中国首例“试管婴儿”已经当妈妈/strong/span/pp style="text-align: justify line-height: 1.5em text-indent: 2em "对于试管婴儿可能大家已经不陌生了,早在1988年中国首名试管婴儿郑萌珠就已经诞生,并且她现在已经当妈妈了。/pp style="text-align: center line-height: 1.5em text-indent: 0em "img title="image002.jpg" style="max-height: 100% max-width: 100% " alt="image002.jpg" src="https://img1.17img.cn/17img/images/201908/uepic/aedc0239-cc3a-482b-8a41-9fb630a35994.jpg"//pp style="text-align: center line-height: 1.5em text-indent: 0em "span style="font-family: 楷体,楷体_GB2312, SimKai "张丽珠教授与刚出生的郑萌珠/span/pp style="text-align: center line-height: 1.5em text-indent: 0em "span style="font-family: 楷体,楷体_GB2312, SimKai "(孙玉良摄,获当年《北京晚报》新闻摄影一等奖)/span/pp style="text-align: center "img title="image003.jpg" style="max-height: 100% max-width: 100% " alt="image003.jpg" src="https://img1.17img.cn/17img/images/201908/uepic/99214fb9-3829-4660-a624-b205f7d611aa.jpg"//pp style="text-align: center line-height: 1.5em text-indent: 0em "span style="font-family: 楷体,楷体_GB2312, SimKai "现在的张丽珠教授与郑萌珠/span/pp style="text-align: justify line-height: 1.5em text-indent: 2em "strong据统计,目前全世界已经有约500万个试管婴儿,如今每年约有150万试管婴儿手术,但成功率不过23%,大概每年有35万名试管婴儿诞生。/strong/pp style="text-align: justify line-height: 1.5em text-indent: 2em "strongstrongstrongspan style="color: rgb(0, 112, 192) font-size: 18px "试管婴儿技术发展/span/strong/strong/strong/pp style="text-align: justify line-height: 1.5em text-indent: 2em "40年间,试管婴儿技术历经3次变革:一代试管婴儿技术(IVF-ET)针对女性不孕,解决了卵子问题 二代试管婴儿技术(卵胞浆内单精子显微注射,ICSI)针对男性不育,解决了精子问题 三代试管婴儿技术(胚胎植入前遗传学检测,PGS/PGD)是在一代、二代基础上真正实现了胚胎的择优选择,可以筛选出一个没有染色体疾病和遗传病的胚胎进行植入。/pp style="text-align: center " img title="image004.jpg" style="max-height: 100% max-width: 100% " alt="image004.jpg" src="https://img1.17img.cn/17img/images/201908/uepic/96d15b9a-aa89-48da-a01e-13bb01912a8e.jpg"//pp style="text-align: center "span style="font-family: 楷体,楷体_GB2312, SimKai "图源于网络/span/pp style="text-align: justify line-height: 1.5em text-indent: 2em "span style="color: rgb(0, 112, 192) "strong流式细胞仪在精子DNA碎片化检测中举足轻重/strong/span/pp style="text-align: justify line-height: 1.5em text-indent: 2em "做试管婴儿前必须要选择高质量的精子,精子DNA碎片化检测是一个关于精子质量的检测过程。精子DNA碎片化程度被认为是一个新的评价精子质量和预测生育能力的指标,而流式细胞仪在精子DNA碎片检测过程中至关重要。/pp /pp style="text-align: center "img title="image005.jpg" style="max-height: 100% max-width: 100% " alt="image005.jpg" src="https://img1.17img.cn/17img/images/201908/uepic/e9b770e0-9833-4724-94be-4e7fb20f8d0b.jpg"//pp style="text-align: center "span style="font-family: 楷体,楷体_GB2312, SimKai "图源于网络/span/pp style="text-align: justify line-height: 1.5em text-indent: 2em "span style="color: rgb(0, 112, 192) "strong精子DNA碎片(DFI)的检测技术原理/strong/span/pp style="text-align: justify line-height: 1.5em text-indent: 2em "利用荧光络黄染料(吖啶橙)具有高度的异染性的特性,以插入的方式与双螺旋的DNA分子结合,染色后断裂的单链DNA精子在激光下呈红色荧光,而正常双链DNA精子呈绿色荧光。然后采用流式细胞术收集荧光信号,采用专用的软件分析检测结果。(江苏省人医生殖中心孙方熙)/pp style="text-align: justify line-height: 1.5em text-indent: 2em "流式细胞仪在医学中多用于DNA倍体分析、细胞生存能力实验、交叉淋巴细胞实验、移植交叉配型、染色体分析等实验当中,对于一些难以克服的病毒和疾病的研究具有非常重要的深远意义。为医疗进步做出了很突出的贡献。仪器信息网小编特别整理几款适用于医学检测分析的流式细胞仪供大家参考:/pp style="text-align: center " img title="image006.jpg" style="max-height: 100% max-width: 100% " alt="image006.jpg" src="https://img1.17img.cn/17img/images/201908/uepic/1d12db92-2775-470b-94b4-0997dd26a422.jpg"//pp style="text-align: center line-height: 1.5em text-indent: 0em "a href="https://www.instrument.com.cn/netshow/SH100336/C243931.htm" target="_blank"贝克曼库尔特流式细胞仪DxFLEX/a/pp style="text-align: center text-indent: 0em " /pp style="text-align: center "img title="image007.jpg" style="max-height: 100% max-width: 100% " alt="image007.jpg" src="https://img1.17img.cn/17img/images/201908/uepic/a9d96d59-0bde-4a91-a11b-557c3a36fb62.jpg"//pp style="text-align: center line-height: 1.5em text-indent: 0em "a href="https://www.instrument.com.cn/netshow/sh100336/C192839.htm" target="_blank"贝克曼库尔特流式细胞分析系统Navios/a/pp style="text-align: center text-indent: 0em " /pp style="text-align: center "img title="image008.png" style="max-height: 100% max-width: 100% " alt="image008.png" src="https://img1.17img.cn/17img/images/201908/uepic/bdab203c-7a9c-4476-a544-a3e2b0c4e0f9.jpg"//pp style="text-align: center line-height: 1.5em text-indent: 0em "安捷伦ACEA NovoCyte流式细胞仪/pp style="text-align: center "img title="image009.jpg" style="max-height: 100% max-width: 100% " alt="image009.jpg" src="https://img1.17img.cn/17img/images/201908/uepic/ac712023-f267-401c-a5fc-eb240105883e.jpg"//pp style="text-align: center line-height: 1.5em text-indent: 0em "中生医疗ZS-AE7S流式细胞仪/pp style="text-align: center " /pp style="text-align: center line-height: 1.5em text-indent: 0em margin-bottom: 10px "span style="font-size: 18px background-color: rgb(255, 192, 0) "strong扫码关注【3i生仪社】,解锁生命科学行业新鲜资讯!br//strong/span/pp style="text-align: center line-height: 1.5em margin-bottom: 10px "img title="小icon.jpg" style="max-height: 100% max-width: 100% " alt="小icon.jpg" src="https://img1.17img.cn/17img/images/201908/uepic/f3ba0028-173b-4311-9e60-1e1a78973edb.jpg"//p
  • Science | 林志伟教授等利用DNA首次实现碳纳米管可控有序修饰
    可控有序修饰的单壁碳纳米管。研究团队 供图记者日前从华南理工大学获悉,该校前沿软物质学院林志伟教授与美国国家标准与技术研究院(NIST)研究员Ming Zheng,利用DNA首次实现了单壁碳纳米管(SWCNTs)的可控有序修饰。相关研究发表于Science。审稿人对相关研究成果给予了高度评价,认为该工作完成了过去很多研究者尝试但收效甚微的宏大目标,是该领域的重大进展。据介绍,该论文发表后引起了较大反响,国内外多家媒体对该工作进行了亮点报道。Science刊载了一篇Perspective对该工作进行评述:“本论文所设计的材料,为实现室温超导材料迈出了重要一步,是里程碑式的发现。”该研究工作通过简单的DNA序列设计和精密的结构表征,为SWCNTs可控化学修饰开辟了一个全新的思路。华南理工大学为该论文合作单位,林志伟为第一作者兼通讯作者,博士生李依浓为论文的分子模拟和彩图设计做出了重要贡献;Ming Zheng 为共同通讯作者,NIST为主要通讯单位。SWCNTs是由单层碳原子组成的一维管状纳米材料,具有优异的光学、电学、力学、热学等方面性能,被广泛应用于包括电子器件、光学仪器、疾病检测等诸多领域。SWCNTs的化学修饰可以改变其晶格结构,进而改变电学和光学性能,对发展新型材料如有机超导材料、量子材料意义重大,是国际前沿的研究方向。但由于SWCNTs中所有碳原子的化学环境相同,SWCNTs的可控化学修饰是该领域长期存在的一项重大挑战。林志伟表示,“精确可控的修饰方法,使得科学家有望像服装设计师一样,按自己的想法 ‘可定制化’地设计SWCNTs化学结构,以实现特殊的性能,例如超导性能和量子性能等,进而实现在航空航天、量子计算机、量子通信、新一代生物医疗等领域的前沿应用。”具体来说,作者将含有鸟嘌呤碱基(Guanine,G)的DNA序列,缠绕至多种单手性SWCNTs的表面,通过调控SWCNTs种类、DNA序列和构象,实现预先定制反应位点。在525 nm光照下激发玫瑰红(Rose Bengal)产生单线态氧,进而引发G与SWCNTs发生反应。之后利用吸收光谱、光致发光光谱(PL)、拉曼光谱对产物结构进行表征。SWCNTs与DNA的反应示意图和光谱表征。研究团队 供图为了深入研究反应机理以及反应后SWCNTs晶格中反应位点的空间分布,研究人员设计了一系列有相同G含量,但G相对位置不同的DNA(2G-n),出乎意料地发现C3GC7GC3(2G-7)和(8,3)SWCNTs的反应产物,在拉曼、荧光光谱中与SWCNTs晶格缺陷相关的峰强出现了极小值,表明在SWCNTs中形成了有序排列的晶格缺陷,即有序排列的反应位点。利用冷冻电镜(Cryo-EM)对C3GC7GC3-(8,3)的结构进行表征和重构,证实了有序的DNA螺旋结构。通过计算机模拟所构筑的理论模型与冷冻电镜的重构模型相互验证,清楚地揭示了反应机理,并进一步证明了晶格缺陷(G反应位点)在SWCNTs表面等间距的有序排列。基于精确可控的SWCNTs修饰方法,有望实现按可定制化的方式,重塑SWCNTs原有的晶格结构和光电性能,为发展有机超导材料、拓扑材料等变革性材料提供重要的理论和实验依据。美国《Science Daily》对该研究成果进行了专题报道,文中指出:“科学家利用DNA克服了之前几乎无法逾越的障碍,设计出有望给电子产品带来革命性影响的材料。”相关论文信息: https://www.science.org/doi/10.1126/science.abo4628 【近期会议推荐】仪器信息网将于2022年8月30-31日举办第五届纳米材料表征与检测技术网络会议,开设“能源与环境纳米材料”、“生物医用纳米材料”“纳米材料表征技术与设备研发(上)”、“纳米材料表征技术与设备研发(下)”4个专场,邀请20余位国内知名科研院所、高等院校、仪器企业的专家学者做精彩报告,内容涉及冷冻电镜、透射电镜、扫描电镜、扫描隧道能谱、X射线光电子能谱仪、纳米粒度及Zeta电位仪、超分辨荧光成像、表面等离子体耦合发射、荧光单分子单粒子光谱磁纳米粒子成像、拉曼光谱、X射线三维成像等多种表征与分析技术。报名听会1、扫描下方二维码进入会议官网,点击“立即报名”:2、复制下方链接在浏览器中打开,进入会议官网后点击“立即报名”https://www.instrument.com.cn/webinar/meetings/nano2022/
  • 【邀请函】HORIBA拉曼• 荧光及光谱搭建技术研讨会——西藏林芝|8月21-23日
    继敦煌、新疆之后,2019 HORIBA拉曼荧光及光谱搭建技术研讨会再次启程,8月21-23日我们将来到素有西藏小江南之称的林芝,现诚邀您及您的同仁参加。会议旨在帮助HORIBA 用户拓展技术应用视野,发挥仪器致性能。届时会议将围绕3大热门光谱技术、多个应用领域,邀请16位HORIBA相关领域资深用户为大家分享实验设计和仪器使用方面的经验和技巧。相信跨技术、跨领域的交流将为您打开新视角,为您的研究与分析提供有力的帮助。图片来自网络时间地点8月21-23日西藏 林芝 林芝五洲皇冠酒店会议主题技术主题拉曼光谱、荧光光谱、光谱系统搭建应用主题SERS技术、纳米材料、能源、化学、生物、考古(持续更新中)注:限HORIBA 仪器用户参加主讲嘉宾 名单持续更新中,敬请关注:曹利平 教授 西北大学刘冰冰 教授 吉林大学任 斌 教授 厦门大学谭平恒 研究员 中国科学院半导体研究所谢孟峡 教授 北京师范大学张 锦 教授 北京大学(排名不分先后,仅按首字母排序)会议日程8月20日 注册日(9:00-14:00)8月21日 大会报告8月22日 拉曼及荧光分会报告8月23日 技术答疑及交流日报名费用7月12日及之前:2,980 RMB/人8月2日及之前:3,480 RMB/人Tips:上述时间为付款时间费用为会议费含税价格,参会人员机酒自理随行家属费用参见报名表信息说明现场付款需额外支付10%会议费用(不接受现金支付)报名方式长按 识别 报名以上是2019 HORIBA拉曼• 荧光及光谱搭建技术研讨会的部分信息,更多详细信息还在持续更新中,可点击阅读阅文进入HORIBA官网进行查看。2019,HORIBA期待与您相聚美丽的林芝! HORIBA Optical SchoolHORIBA一直致力于为用户普及光谱基础知识,旗下的Jobin Yvon更有着200年的光学、光谱经验,HORIBA非常乐意与大家分享这些经验,为此特创立Optical School(光谱学院)。无论是刚接触光谱的学生,还是希望有所建树的研究者,都能在这里找到适合的资料及课程。 HORIBA希望通过这种分享方式,使您对光学及光谱技术有更系统、全面的了解,不断提高仪器使用水平,解决应用中的问题,进而提升科研水平,更好地探索未知世界。
  • 睿科集团董事长林志杰将出席ACCSI2023高峰论坛
    2023年初,萦绕三年的新冠疫情宣告终结,科学仪器行业扫去阴霾,扬帆起航。  审视当下,国内厂商积极投身国产仪器攻坚战,外资企业加速布局本土战略新升级。尽管产业升级,成本攀升,给科学仪器企业带来不少经营压力;但人工智能兴起、行业利好政策频发,科学仪器产业发展势如破竹。中国科学仪器产业的春天已经来临,科学仪器企业如何在变革中拥抱变化?  2023年5月18日下午,北京雁栖湖国际会展中心,ACCSI2023“i100峰会:中国科学仪器发展高峰论坛”如约而至,特别邀请到睿科集团(厦门)股份有限公司董事长兼总经理林志杰先生,就“拥抱科学仪器的春天”主题展开高峰对话,诚邀关注!睿科集团(厦门)股份有限公司董事长兼CEO林志杰  林志杰简介  林志杰,1976年出生于福建厦门,现攻读厦门大学智能仪器与装备专业博士学位,硕士毕业于厦门大学工商管理专业,本科毕业于华东理工大学,获得分析化学专业学士学位,辅修投资管理第二专业。  1998年本科毕业至2007年,一直在分析仪器界从业。具备多年外企代理商从业经验,具备丰富的市场开拓,产品导入,市场营销、团队管理经验。  2007年创立了厦门宝特科技有限公司,专注于实验室分析仪器的代理和分销。  2010年3月创立了睿科仪器有限公司,专注于实验室分析仪器和样品前处理设备的研发和生产  2010年12月创立了鉴科检测有限公司,独立的第三方公正检测技术机构。  2018年1月创立了睿科集团,将贸易、研发制造、服务等业务板块收入了集团,进行了资源整合,为用户打造整体解决方案。  2018年5月,睿科集团又投资创办了睿科生化有限公司,专注于生命科学分析仪器和自动化样品前处理设备的研发。  现任睿科集团董事长兼CEO。  睿科(集团)简介  睿科集团总部位于厦门,旗下6家子公司、1家研究院、3个研发基地,现有全职员工500余人,外聘专家50余人。睿科集团产品业务单元提供多种自主研发创新产品,包括:理化实验室自动化设备、生命科学实验室自动化设备、定制化设备、耗材及试剂,核心业务覆盖三个领域:食品安全、环境保护、生命科学,为用户提供自动化、智能化实验室整体解决方案。  睿科集团2022年重大举措(部分)  2022年2月,睿科集团股份有限公司与上海新拓分析仪器科技有限公司在上海签署股权战略合作协议。睿科将在智能制造领域积累的核心技术上帮助上海新拓进一步提升技术实力,快速提升睿科在无机分析及固相微萃取领域的技术水平,加速产业化布局。接下来双方亦将共同拓展销售渠道,加快客户资源积累。  2022年6月,睿科集团宣布完成超亿元A轮融资,睿科集团将继续加大研发投入,拓展生命科学自动化前处理设备、多功能制备工作站和试剂耗材等多产品线,强化生命科学自动化领域的产品研发与技术升级,以满足广阔的市场需求。  2022年8月,智能检验设备研究与应用联合实验室揭牌仪式在深圳药检院举行。实验室由深圳市药品检验研究院、中国食品药品检定研究院中药民族药检定所与睿科联合成立,三方发挥各自优势,携手打造集科技创新与成果转化、应用培训、共享仪器、人才交流合作于一体的技术交流平台,构建中药与智能制造、人工智能的跨领域交流合作新模式,为中药监管提供新方案。  2022年9月 睿科与安捷伦在智慧实验室方面达成战略合作,依托安捷伦的分析检测仪器与睿科集团的样品前处理自动化和智慧实验室解决方案。优势互补,为客户提供从样品前处理到数据分析以及系统运营支持的一站式解决方案。  2022年11,睿科与德阳市自来水公司在德阳市举行了“合作示范实验室”揭牌仪式。“合作示范实验室”旨在建立联合实验室应用培训中心、共享前处理解决方案、联合开发方法、推广前处理解决方案及新技术等四个层面进行合作。在国产仪器“攻坚战”中,睿科如何突出重围?对于自主创新、人工智能、产业升级等话题,林志杰又将有哪些观点?更多精彩内容,敬请关注第十六届中国科学仪器发展年会(ACCSI2023) !  附:关于2023第十六届中国科学仪器发展年会(ACCSI2023)  2023第十六届中国科学仪器发展年会(ACCSI2023)将于2023年5月17-19日在北京雁栖湖国际会展中心召开。ACCSI2023将以“创新发展 产业互联 — 助力北京怀柔打造科学仪器技术创新策源地 ”为主题,预计将吸引千余位科学仪器行业相关政府领导、院士专家、科学仪器及检验检测企业高层参会。ACCSI2023得到了北京市怀柔区人民政府的大力支持,将推进北京市“两区”建设,服务首都科技创新,助力北京怀柔打造科学仪器技术创新策源地。  本届会议共设置1个大会主会场,21个平行分论坛,内容主要围绕产业发展政策、市场机会解读,前沿技术展望,聚焦主流仪器产业发展,剖析科学仪器在热点领域应用发展,探讨共性难点问题解决等,为参会代表提供最有价值且丰富多彩的内容盛宴。  会议日程(拟定,以年会官网最终信息为准)时间会议内容5月17日 10:00-20:00注册报到14:00-17:00第四届科学仪器CMO高峰论坛14:00-17:30第三届科学仪器发展战略座谈会(闭门论坛,定向邀请)5月18日 09:00-09:20特邀嘉宾致辞09:20-12:00 大会特邀报告i100峰会之科学仪器产业化论坛13:30-16:00 大会特邀报告i100峰会之中国科学仪器发展高峰论坛16:30-18:00仪采通V2.0”发布会暨 “采购专家顾问团”成立仪式(闭门论坛,定向邀请)16:30-18:00集 "智"入"微" ,尽收眼底——瑞明生物高通量活细胞监测与分析系统上市发布会18:00-20:003i奖:仪器及检测风云榜颁奖盛典5月19日 09:00-12:00 分会场1:第七届中国质谱产业化发展论坛分会场2:分析仪器应用创新论坛分会场3:第二届中药分析与质量控制创新发展论坛分会场4:新污染物检测与监测新技术发展论坛分会场5:怀柔区高端仪器装备和传感器产业推介会暨怀柔区重点企业新品发布会分会场15:仪器研发人才发展论坛09:00-17:00 分会场6:第二届电镜产业化发展论坛分会场7:光谱产业化发展论坛 (近红外光谱、拉曼光谱)分会场8:第五届生命科学仪器发展论坛分会场9:国家贵金属及珠宝质检中心技术联盟2023年度成员大会暨“质量提升与标准化发展”专题研讨会分会场10:第六届检验检测产业峰会同期活动1:国产仪器验证与综合评价认证技术研讨会同期活动2:食品分析及质量控制创新发展论坛 13:30-17:00 分会场11:大型科学仪器装置发展论坛分会场12:韧性城市发展论坛分会场13:中国科学仪器标准化论坛分会场14:科学仪器投融资论坛  参会咨询  报告及参会报名:010-51654077-8229 13671073756 杜女士  赞助及媒体合作:010-51654077-8015 13552834693魏先生  微信添加accsi1或发邮件至accsi@instrument.com.cn(注明单位、姓名、手机)咨询报名。报名链接:https://www.instrument.com.cn/accsi/2023报名二维码
  • 产学研结合 提高样品前处理效率——访中国农业大学教授潘灿平、睿科集团总经理林志杰
    p  strong仪器信息网/strongstrong讯/strong 日前,睿科集团股份有限公司(以下简称:睿科集团)在南京召开“睿科全自动QuEChERS净化仪新品发布会”,正式推出睿科QS60全自动QuEChERS净化仪。发布会期间,仪器信息网采访了特聘于睿科研究院的中国农业大学教授潘灿平和睿科集团总经理林志杰,就新产品的研发初衷、竞争优势,以及对样品前处理设备未来发展的看法等方面进行了探讨。/pp style="text-align: center "img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/201907/uepic/92053f84-e5b8-4354-ac79-70e3200a88e6.jpg" title="WechatIMG345.jpeg" alt="WechatIMG345.jpeg"/ /pp style="text-align: center "左:睿科集团总经理林志杰、右:中国农业大学教授潘灿平/pp  span style="color: rgb(0, 112, 192) "strong仪器信息网:睿科全自动QuEChERS净化仪的研发初衷是什么?该产品的市场定位如何?/strong/span/pp  QuEChERS (Quick、Easy、Cheap、Rugged、Safe),是近年来国际上最新发展起来的一种用于农产品检测的快速样品前处理技术,国家在2018年陆续推出了国标检测方法。QuEChERS技术有着操作简单,价格低廉,效率高等优点,但QuEChERS技术自动化确有许多的难点需要克服。多壁碳纳米管复合填料的QuEChERS自动化过滤净化方法具有省时高效、适合快速分析、重复性好、净化效果佳、操作简便等特点。基于睿科研究院特聘的来自中国农业大学的潘灿平教授掌握的多种QuEChERS快速过滤型前处理专利、以及多壁碳纳米管复合填料两项技术,双方经过研讨后,共同努力把这两项技术进行产业化,进而推出了睿科QS60全自动QuEChERS净化仪,其将显著提高样品检测通量和实验结果的精密度。希望能通过双方成功的合作,摸索更好的产学研合作经验,未来能把更多的专家老师的科研成果转化成产品为社会创造更大价值。/pp  span style="color: rgb(0, 112, 192) "strong仪器信息网:与市场上同类型产品相比较,QS有哪些特点和优势?/strong/span/pp  睿科QS60全自动QuEChERS净化仪的主要特点是:第一,净化速度特别快,达到了1分钟每个样品的净化速度;第二、简化操作步骤,减少对人工作强度要求;第三、可以高通量,自动化批量化处理,释放人力;第四、耗材成本可控。以上特点给客户带来的直接好处是释放人力,提高效率,成本节约。该产品主要定位满足在植物源性样品的快速高通量农药残留检测。/pp  span style="color: rgb(0, 112, 192) "strong仪器信息网:睿科新产品研发的理念是什么?研发一款新产品,平均需要经历多长时间?/strong/span/pp  睿科新产品的研发来源于客户需求的深度挖掘,帮助客户提供完整解决方案。通常来说,一个新产品从立项调研到产品出来至少历时2年。近两年新产品发布速度加快在于公司历经近10年的人才和技术的储备以及持续的研发投入。/pp  span style="color: rgb(0, 112, 192) "strong仪器信息网:您认为样品前处理设备当前面临的挑战是什么?未来样品前处理设备会向什么方向发展?/strong/span/pp  样品前处理当前面临的挑战主要有: (1)样品前处理全流程覆盖是一个当前面临的挑战,整个流程的整合程度需要进一步完善和提高。简言之,只有将样品前处理流程的每个步骤整合成一个系统来完成,样品前处理效率才会有更高的突破。(2)当前随着样品前处理集成化程度的提高,整套仪器设备的成本会更为昂贵,这是广大实验室用户最头疼的问题之一。目前国内很多实验室还没有足够的条件去购买高自动化的前处理设备,需要通过技术创新降低成本,提高产品的性价比,让更多的实验室买得起、用得起。(3) 产品可靠性,实用性,新标准方法的快速适配。/pp  未来,样品前处理将更多地向少溶剂、智能化、全流程自动化、样品微量化、装置小型化发展。此外,新型的吸附介质,如纳米材料、磁性介质等也被大量用于样品前处理,将大大提高样品前处理的效率。/pp  睿科未来的发展将始终立足于样品前处理自动化设备这条主线。我们还有好多事情要做,未来客户需求还是会持续增长,希望能不断推出更好的产品给广大客户。/p
  • 聚焦样品前处理领域 全“新”出发——analytica China 2018视频采访睿科仪器总经理林志杰
    p  strong仪器信息网/strong讯 2018年10月31日—11月2日,第九届慕尼黑上海分析生化展(analytica China 2018)在上海新国际博览中心召开。展会期间,睿科仪器有限公司(以下简称“睿科仪器”)总经理林志杰先生接受了仪器信息网的采访。/pp  林总介绍到,睿科仪器是慕尼黑上海分析生化展的老朋友了,基本上每届都会参加。本届展会,这位“老朋友”带来了许多新变化,吸引参展观众纷纷驻足。/pp  我们首先注意到,本届展会睿科仪器的展台以清新的绿色为主,令人眼前一亮,全新的品牌logo—“RayKol”非常醒目。据了解,这是睿科仪器新logo的首次公开亮相。/pp  本届展会睿科仪器还带来了众多新产品,如HPFE系列高通量加压流体萃取仪、MPE系列高通量真空平行浓缩仪、Fotector-08HT高通量全自动固相萃取仪、Vitae系列全自动液体处理工作站、iMD24微波消解仪、Auto GDA系列全自动石墨消解仪等等,其中Vitae系列全自动液体处理工作站是睿科仪器应用于生化领域的一款产品,也象征着睿科仪器2018年进入生命科学领域。林总为我们简要介绍了这些高颜值新品的应用。/pp  睿科仪器自成立以来就定位于样品前处理领域,而未来也将更加专注于这一领域,为解决用户的实际需求而不断努力....../pp  更多精彩内容详见采访视频:script src="https://p.bokecc.com/player?vid=3192F1864869EFEC9C33DC5901307461&siteid=D9180EE599D5BD46&autoStart=false&width=600&height=490&playerid=2BE2CA2D6C183770&playertype=1" type="text/javascript"/script/p
  • 新芝生物丨超声技术在脂质体制备中的应用研究
    01研究背景1.1脂质体脂质体是一种微型泡囊体,能将药物包封于脂质双分子层内,具有靶向、缓释、降低药物毒性等诸多优点,迄今已经在制药、医疗、生物化学、食品科学、化妆品等多领域广泛应用。评价脂质体质量的指标有外观、粒径分布和包封率等,制备方法不同,脂质体的粒径、结构都不尽相同。脂质体在不同领域应用,粒径是衡量脂质体内在质量的一个重要指标,探头式超声由于操作简便,已成为制备脂质体主要制备方法之一,但是由于超声条件的不同,制备的脂质体没有很好的重现性。影响超声效果因素包括输入功率、作用时间、超声频率等,通过控制这些因素,可以控制脂质体粒径的变化,从而得到理想大小的脂质体。02实验方法2.1脂质体的制备采用逆向蒸发法制备脂质体,精密称取一定量的卵磷脂、胆固醇、α-生育酚适量混合溶于一定量氯仿中,将脂质溶液移入250mL圆底瓶中,氮气中45℃恒温水浴减压去除有机溶剂,直至形成干燥脂质薄膜,待有机溶剂完全去除,停止旋转,从水浴中提起圆底瓶,加入一定浓度的PBS(pH6.5)溶液旋转洗膜,在45℃水浴中水合2h即形成乳白色脂质体混悬液。2.2脂质体溶液的超声方法图1为本实验所用超声装置,钛探针直径为1.5cm,反应池为一个开放的玻璃烧杯(直径3cm,高度7.5cm),冰水浴超声。实验设置20%、30%和40%三个功率百分比,超声处理脂质体,超声仪探针距杯底深度分别设置为1.5和3.0cm。15ml脂质体按上述条件针式冰水浴超声,超声5次,每次时间为4mim(单次超声30s,间隔30s)。超声完成后,关闭超声使容器冷却,用0.22μm微孔滤膜过滤除去钛颗粒杂质。激光粒度仪分析超声对脂质体粒径分布及对分散系数的影响。a:钛探针(直径1.50cm);b:烧杯(直径3cm,高7.5cm);c:大烧杯(直径7cm,高90cm);d:脂质体混悬液;e:冰水浴;x:探针与烧杯底部距离03实验结果3.1超声功率对脂质体粒径的影响不同输入功率,超声时间为20min,脂质体超声后平均粒径及粒径范围分布见附表。结果表明,随着超声功率的增加,脂质体粒径变小,粒径分布范围变窄,说明高功率超声得到的脂质体粒径更均匀。图2为磷脂含量为10mmol/L脂质体超声前后粒径图,超声之前(图2A)脂质体粒径呈单峰分布,平均粒径为300nm左右,随着超声时间的增加,超声20min后能明显观察到粒径变小,粒径分布变窄,见图2B,超声功率为40%时,20min后获得粒径约为70nm左右的单峰分布的脂质体。附表超声输入功率对脂质体粒径及粒径分布影响A:超声前脂质体粒径分布图;B:超声20min后脂质体粒径分布图,输入功率40%;超声时间20min;磷脂含量10mmol/L3.2超声时间对脂质体粒径的影响如图3所示,超声功率分别为20%、25%、30%、35%、40%,增加超声时间,磷脂含量为10mmol/L的脂质体粒径变化,结果显示,随着超声时间的增加,脂质体粒径减小,直到20min时得到一个稳定的脂质体粒径,不再发生变化。为了证实超声时间足够形成稳定的脂质体粒径,增加超声时间到25min,考察脂质体的粒径分布。3.3超声时间对脂质体粒径的影响设定中高低三个超声输入功率20%、30%和40%,烧杯底部和探头的距离分别为10和15mm。在不同的超声功率和深度下,超声时间不同,得到不同粒径的脂质体。图4显示的是磷脂含量为10mmol/L的脂质体,应用超声功率分别为20%、30%和40%,粒径随超声时间的变化图,结果表明,随着超声时间的延长,脂质体粒径降低,直到超声时间为20min,脂质体粒径不在变化,从图中还可以看出,随着超声功率的增加,脂质体粒径降低。应用不同的超声时间和不同的深度,获得的脂质体粒径也不同。考虑到连续的超声时间和功率,深度为15mm时,获得的脂质体粒径更佳。15mm与10mm探针深度获得的脂质体粒径并没有明显区别,然而在10mm时,脂质体空化现象更为明显,促进羟基自由基的形成,造成脂质体成分中磷脂的氧化。15mm深度时磷脂发生氧化的机率更低。这点在应用不饱和磷脂制备脂质体时尤其重要,因为不饱和磷脂容易氧化。从图中可以看出,功率越高,超声得到的脂质体分散系分散得越均匀,随着功率的增加,粒径和分散率降低,但超声时间过长,超声探头会释放更多钛颗粒杂质,造成污染。因此,超声条件为探针深度为15mm、超声功率为40%,超声时间为20min时,得到的脂质体粒径和分散度最好。A:磷脂含量为10mmol/L,超声功率分别为20%、30%和40%时粒径及分散性随超声时间的变化(探头深度10mm);B:磷脂含量为10mmol/L,超声功率分别为20%、30%和40%时粒径及分散性随超声时间的变化(探头深度15mm)04讨论4.1新芝生物全球样品制备专家超声波是由一系列疏密相间的纵波构成的,并通过液体介质向四周传播。通过研究脂质体制备过程中超声对其影响,来达到控制脂质体性质的目的,实验结果表明,影响脂质体粒径分布范围和zeta电位的三个超声参数分别为:超声深度、功率输入和超声时间。因此,为获得的均一性较好的脂质体应该从此三方面进行探索。新芝生物作为全球样品制备专家,深耕超声技术多年,产品功能齐全,超声产品具有功率调控、时间调控和超声深度调控等多方面功能。从用户实际需求出发,能够为用户提供高效率、高性价比的产品和解决方案。
  • 不同加工方式对榛子油脂质组成的影响:一项脂质组学分析
    榛子是世界四大干果之一。榛子油是一种营养丰富、保健作用广泛、具有独特坚果风味的高级食用油。榛子油中的脂肪酸主要为油酸、亚油酸、棕榈酸和硬脂酸,不饱和脂肪酸的含量高达90%。其他生物活性成分和抗氧化活性物质也赋予了它抗氧化,抗衰老,提高免疫力,预防动脉粥样硬化,及促进胆固醇降解和代谢的作用。 脂质在生命活动中承担着关键的作用,具有多种重要的生理功能。脂质可分为八大类:脂肪酰(FAs)、甘油脂(GLs)、甘油磷脂(GPs)、鞘脂(SPs)、固醇脂(STs)、孕烯醇酮脂(PRs)、糖脂(SLs)和聚酮(PKs)。脂质组学(lipidomics)作为代谢组学的一个分支,利用现代质谱技术分析脂质的内在化学性质。高分辨率脂质组学平台的出现,包括鸟枪法脂质组学、液相色谱质谱联用(LC-MS)、基质辅助激光解吸电离串联飞行时间质谱仪(MALDI-TOF-MS)和成像脂质组学等都成为了分析脂质的工具。脂质组学的研究涉及脂质的定性定量分析、结构和功能特性分析以及在生理和病理阶段的动态变化分析等等。其在食品科学领域的研究主要围绕在食品营养和食品安全控制方面。高分辨率质谱已广泛用于研究食品成分、产地溯源、质量鉴定和真伪鉴别。 为探究加工方式对榛子油脂质组成的影响,鉴定不同榛子油样品的特征脂质。在本实验中,沈阳农业大学的孙嘉阳、吕春茂教授等将脂质组学应用于榛子油的研究。使用冷压法、超声波辅助有机溶剂浸提法和水酶法提取分别得到不同的榛子油样品(CPO、UHO和EAO)。利用超高效液相色谱串联四级杆飞行时间质谱(UPLC-QTOF-MS)和多元统计分析方法对榛子油中的脂质进行全面表征与分析。探讨了不同加工方法对榛子油脂质组成和油脂品质的影响。这些数据为榛子油的加工利用提供了新的见解,并将有助于榛子产品的开发与应用。榛子油脂质的定性利用UPLC-QTOF-MS在正负离子模式下对3种不同的榛子油样品进行扫描,利用二级质谱数据库进行光谱匹配,实现脂质的定性。在榛子油中共鉴定出98种脂质,包括负离子模式下的63种脂质和正离子模式下的35种脂质(图1A)。这些脂质分为3个大类(GL、GP和SP)和10个亚类。GLs包含2个亚类(二酰甘油(DG)和三酰甘油(TG)),GPs包含7个亚类(甘油磷脂酸(PA)、甘油磷脂酰胆碱(PC)、甘油磷脂酰乙醇胺(PE)、甘油磷脂酰甘油(PG)、甘油磷脂酰肌醇(PI),和其他GPs(PEtOH、PMeOH)),SP包含的1个亚类(神经酰胺(Cer))(图1B)。(A)正负离子模式下鉴定的脂质数量;(B)脂质亚类数量的百分比。图1 榛子油中脂质的定性分析榛子油脂质的定量CPO、UHO和EAO中的总脂质含量分别为1248646.6325、1056993.7416和1027794.9027 nmol/g。图2A~C显示了各亚类脂质含量所占百分比情况。CPO、UHO和EAO中TGs所占比例最大,分别为98.49848%、98.32412%和98.42983%,其次是DGs、PAs和PEs。图2D进一步比较了3种不同榛子油中同一亚类脂质含量的差异。CPO组中GLs(TGs和DGs)含量最高,这可能是由于机械挤压导致的较高脂质浓度所致。UHO组中GPs含量最高,PCs、PIs和PEs含量显著高于其他两组,UHO组中PAs的含量是EAO的117倍。GPs是生物膜的主要成分,在加工时榛子被浸泡在有机溶剂中,溶剂会破坏细胞膜,从而增加GPs的释放,产生这一结果。而EAO组中Cer含量更高,主要是Cer-NS。图2 (A)CPO中脂质亚类的百分比;(B)UHO中脂质亚类的百分比;(C)EAO中脂质亚类的百分比;(D)CPO、UHO和EAO中同一亚类脂质含量的比较在榛子油样品中共鉴定了15种脂肪酸(表1)。除C12:0月桂酸、C14:0肉豆蔻酸、C17:0十七烷酸和C18:3亚麻酸外,CPO组的其他脂肪酸含量均显著高于其他两组。在计算每种脂肪酸的百分比后,发现CPO、UHO和EAO中不饱和脂肪酸的百分比分别为93.39%、93.30%和93.55%。表1 CPO、UHO和EAO中的脂肪酸组成(%)多元统计分析首先对不同加工方式的榛子油样品进行主成分(PCA)分析,可以初步了解不同处理组之间的自然聚类趋势。在图3A的PCA得分图中可以观察到3种榛子油样品分离明显。图3B的PCA的载荷图显示出TG类脂质是区分榛子油的最重要变量。利用偏最小二乘判别分析(PLS-DA)筛选显著差异脂质。图3C得分图显示,PLS-DA模型可以有效区分三种不同的榛子油样品。为了进一步验证模型,我们进行了200次交叉验证,以评估其稳定性和预测能力。R2和Q2值分别为0.8687和0.7769(图3D)。这表明建立的PLS-DA模型具有较高的可靠性和预测能力,且不存在过拟合现象。(A)PCA得分图;(B)PCA载荷图;(C)PLS-DA得分图;(D)PLS-DA交叉验证图。图3 无监督和有监督模式的多元统计分析EAO、CPO和UHO间的显著差异脂质基于构建的PLS-DA模型,将VIP 1且P 0.05作为筛选条件。图4A显示了鉴定出的12种显著差异脂质情况,包括6个TAGs,3个DAGs、1个PC、1个PA和1个PE。这12种脂质在不同加工方式榛子油中具有显著差异。与UHO组相比,CPO组中9种脂质显示上调,3种下调,其中PC(PC 36:2|PC 18:1_18:1)变化最大(图4B)。与EAO组相比,CPO组有11种脂质显示上调,1种下调,PE(PE 36:3|PE 18:1_18:2)变化最大(图4C)。与EAO组相比,UHO组中有10种显著差异脂质显示上调,2种下调,其中PC(PC 36:2|PC 18:1_18:1)变化最大(图4D)。我们发现在不同加工方式榛子油中GP类脂质差异最大。这些脂质含量的变化可能直接影响油脂的质量和功能。因此,未来对特定亚类脂质进行靶向研究十分重要。这12种显著差异脂质也可以作为潜在的生物标志物对这三个不同加工方式的油脂进行质量控制。图4 (A)PLS-DA VIP得分图,右侧热图表示相应脂质的含量;(B)CPO和UHO之间的差异倍数图;(C)CPO和EAO之间的差异倍数图;(D)UHO和EAO之间的差异倍数图在本研究中,使用UPLC-QTOF-MS对榛子油进行了非靶向脂质组学分析。对CPO、UHO和EAO的脂质组成进行了定性和定量分析,鉴定出10个亚类的98种脂质。通过有监督和无监督的多元统计分析,确定了12种显著差异脂质。这些脂质可以作为潜在的生物标志物来区分三种加工方式的榛子油以及其他掺假检测和质量鉴别。本研究明确了榛子油的脂质成分,并证实了不同加工方式对植物油脂质的影响。这项研究的结果有助于我们理解油脂加工的机理,为今后特定脂质的研究提供有用的信息,并促进榛子油的开发和应用。作者孙嘉阳,女,中共党员,沈阳农业大学硕士研究生(在读),2019年辽宁省优秀毕业生,2020年沈阳农业大学优秀团干部。主要研究方向为榛子油加工及贮藏氧化机制。参与国家自然基金及辽宁省重点研发项目的相关研究工作 。以第一作者在Food Science and Human Wellness发表一篇SCI论文1篇,申请国家发明专利2项。吕春茂,男,博士,沈阳农业大学食品学院三级副教授,硕士生导师,沈阳市高层次“拔尖人才”,沈阳农业大学服务乡村振兴团队首席专家。主要从事果蔬精深加工、食品生物技术和食品质量与安全方面的教学与科研工作。近年来一直针对北方特色果蔬农产品的高值化利用和加工关键技术开展科学研究,包括东北特色经济林作物榛子的食品加工、加工过程中主要营养成分的变化与关联机制、深加工产品及其功能性评价、加工副产品的综合利用;寒富苹果精深加工产品研制及功能性评价、果渣等加工废弃物的综合利用;越橘精深加工产品研制与功能性评价等。共发表论文50多篇,SCI收录5篇,完成专著2部,参与编著教材2部。申请发明专利5项。目前主持辽宁省重点研发计划项目“东北榛子深加工综合利用关键技术研究与示范”等科研课题5项,参加国家重点研发计划“特色经济林采后果实与副产物增值加工关键技术”和国家自然科学基金项目“富含油脂的食品热加工过程中晚期糖基化终产物(AGEs)形成机理研究”的部分研究工作。获得省部级二等奖3项,三等奖2项。学术兼职:中国经济林协会榛子专业委员会理事;中国食品科学技术学会休闲食品加工技术分会理事;中国经济林协会加工利用分会理事;中国经济林协会板栗分会常务理事;辽宁省食品质量与安全学会理事;辽宁省农科院专业学位评审专家等。
  • 擒魔序曲——脂质组学研究中的样品处理
    编者注:傅若农教授生于1930年,1953年毕业于北京大学化学系,而后一直在北京理工大学(原北京工业学院)从事教学与科研工作。1958年,傅若农教授开始带领学生初步进入吸附柱色谱和气相色谱的探索 1966到1976年文化大革命的后期,傅若农教授在干校劳动的间隙,系统地阅读并翻译了两本气相色谱启蒙书,从此进入其后半生一直从事的事业&mdash &mdash 色谱研究。傅若农教授是我国老一辈色谱研究专家,见证了我国气相色谱研究的发展,为我国培养了众多色谱研究人才。 第一讲:傅若农讲述气相色谱技术发展历史及趋势第二讲:傅若农:从三家公司GC产品更迭看气相技术发展第三讲:傅若农:从国产气相产品看国内气相发展脉络及现状第四讲:傅若农:气相色谱固定液的前世今生第五讲:傅若农:气-固色谱的魅力第六讲:傅若农:PLOT气相色谱柱的诱惑力第七讲:傅若农:酒驾判官&mdash &mdash 顶空气相色谱的前世今生第八讲:傅若农:一扫而光&mdash &mdash 吹扫捕集-气相色谱的发展第九讲:傅若农:凌空一瞥洞察一切&mdash &mdash 神通广大的固相微萃取(SPME)第十讲:傅若农:悬&ldquo 珠&rdquo 济世&mdash &mdash 单液滴微萃取(SDME)的妙用第十一讲:傅若农:扭转乾坤&mdash &mdash 神奇的反应顶空气相色谱分析前言  脂质是一类自然界存在的疏水或两性、难溶于水而易溶于非极性溶剂的有机物小分子,存在于大多数生物体系中。脂质是细胞膜的骨架物质和第二能量来源,还参与细胞的许多重要功能,人类许多重大疾病都与脂质代谢紊乱有关,如糖尿病、肥胖病、癌症、阿兹海默症、以及一些传染病等,  作为代谢组学的重要分支之一,脂质组学(Lipidomics)的研究对象是生物体的所有脂质分子,并以此为依据推测其它与脂质作用的生物分子的变化,进而揭示脂质在各种生命活动中的重要作用机制。脂质组学是总体研究和这些疾病有关的脂质化合物,找到昭示这些疾病的生物标记物。  2005年国际上把组织、细胞中的脂质分子分为8大类(J Lipid Res 2009,50(Supp) 9-14),有明确结构的脂质化合物已经有38000个(BMC Bioinformatics 2014, 15(Suppl 7):S9),这8类脂质分子见表1。表 1 8大类脂质分子类别缩写数据库中的结构数量脂肪酰类(Fatty acyls)FA2678甘油脂类(glycerolipids )GL3009甘油磷酸脂类(glycerophospholipids)GP1970鞘脂类(sphingolipids )SP620固醇脂类(sterol lipids )ST1744异戊烯醇脂类(prenol lipids ()PR610糖脂类(saccharolipids )SL11多聚乙烯类(polyketides )PK132  在过去,由于技术限制人们难以分析数量巨大的脂质分析,因为多种脂质代谢产物的物理性质需要大批纯化系统、分离的复杂技术操作。2003年韩贤林等继基因组学、蛋白质组学等之后提出脂质组学(lipidomics)(Han X et a1.J Lipid Res,2003,44:1071),脂质组学的发展推动了新分析平台的研发,特别是在质谱法领域,该方法已使这些操作合理化,并且已允许更多的脂质分子得到非常详细的分析。  脂质存在于细胞、细胞器和细胞外的体液如血浆、胆汁、乳、肠液、尿液中。若要研究某一特定部位的脂质,首先要将这部分组织或细胞分离出来。由于脂质不溶于水,通常采用有机溶剂进行萃取。传统的萃取剂是氯仿、甲醇和水的混合液。所需的样品在这种混合液中提取所有脂质,向提取液中加入过量的水使之分成2个相,上面是甲醇和水,下面是氯仿。脂质就留在氯仿相,蒸发浓缩后,使之干燥就得到所需的脂质。这种脂质提取方法,能够提出组织样品中的总脂。这种方法降低了脂质的损失率,操作简便,而且提取效果较好。对于只检测总脂中的部分脂质,固相萃取(SPE)是一种较好的方法,利用固体吸附剂将液体样品中的目标化合物吸附,与样品的基体和干扰物分离,然后再用洗脱液洗脱或加热解吸附,达到分离和富集目标化合物的目的。固相萃取技术设备要求低,操作简单,能快速分离组分复杂及含量低的样品。当然由于化学分析样品前处理技术的发展,有许多其他可用的样品前处理方法。  总体上对脂质组学的研究Chin Chye Teo等归纳为如下的工作流程,第一步就是对样品的处理。1、脂质组学研究的工作流程  根据Chin Chye Teo的综述报告(Chin Chye Teo et al,TrAC,2015,65:1-18),脂质组学研究的工作流程如下表1.表1 脂质组学研究的工作流程从患者得到脂质组学研究的样品液体固体体液,泪水,血清,血浆,尿液(低温保存样品)细胞,组织,器官对上述样品进行萃取方法对极性化合物,单独的有机化合物进行:液-液萃取,固相萃取对能源性物质进行:加压液相萃取,微波辅助萃取,超声辅助萃取萃取得到的脂质化合物使用色谱方法分离:气相色谱,液相色谱,电泳不使用色谱方法分离:直接进样,成像上述分离或未分离样品进行质谱分析质谱分析的接口质量分析器电子轰击电离(EI),电喷雾电离(ESI),化学电离(CI),大气压(APCI)化学与电离,基质辅助激光解析电离(MALDI)四级杆飞行时间质谱(qTOF),三重四级杆质谱( qqq),轨道阱质谱(Orbitrap)质谱原始数据语预处理(利用商品或自制软件)分类和脂质鉴定(使用各种资源如LIPID maps,Lipid Bank,Lipid Blast)判定在疾病中的机制/在疾病演化中的作用为进一步诊断找出生物标记物(预防),提供药物治疗的指导2、脂质组学的样品制备  本文只讲脂质组学的样品制备,Chin Chye Teo等总结了近年在脂质组学研究中使用的样品处理方法,见表2.表2 脂质组学研究中的样品处理方法比较(Chin Chye Teo et al,TrAC,2015,65:1-18) 萃取方法临床样品类型(生物液体或固体)优点缺点原文文献编号单一有机溶剂萃取(SOSE)血清(生物液体) 皮肤(固体)容易完成萃取时间短成本低低温适于热敏感化合物无需外部能量使用有毒有机溶剂分析时难以摆脱使用有机溶剂1.2 3液-液萃取(LLE)眼泪(生物液体)血清(生物液体)血浆(生物液体)尿液(生物液体)滑液(生物液体)动脉粥样硬化血小板(生物液体)皮肤(固体)组织(固体)易于建立的方法容易完成设备便宜萃取时间短使用廉价溶剂(如甲醇,水)低温适于热敏感化合物无需外部能量萃取时间短使用大量有毒有机溶剂常使用超过一种类型的溶剂需要排除溶剂以免影响分析24,9-135,14-228,23724 25-2728,29固相萃取(SPE) 血清(生物液体)血清(生物液体)血浆(生物液体)眼(固体)皮肤(固体)容易完成清除干扰基体EPE的选择低温适于热敏感化合物萃取时间短SPE萃取小柱比较贵需要洗掉有机溶剂以免影响分析使用有毒有机溶剂分析时难以摆脱使用有机溶剂 1,12230263,27固相微萃取(SPME)肺(固体)头发(固体)容易完成可与GC和GC xGC 联用对挥发性化合物可以进行顶空气相色谱有毒溶剂消耗量少低温适于热敏感化合物无需外部能量萃取时间短萃取头比较贵需要洗掉有机溶剂以免影响分析分析时难以摆脱使用有机溶剂3132超临界流体萃取(SFE)血浆(生物液体)容易完成萃取时间短对非极性化合物萃取效率高CO2可循环使用温度压力可控可加改性剂提高萃取液极性和效率要精心操作设备昂贵33微波辅助萃取(MAE) 血浆(生物液体)皮肤(固体)容易完成萃取时间短萃取效率高萃取溶剂消耗量少温度压力可控需要冷却防止溶剂逃逸购买设备费用高34 35超声辅助萃取(UAE)血(生物液体)容易完成萃取时间短萃取溶剂消耗量少温度压力可控听力会受损要使用有毒有机溶剂会吸入有害溶剂需要外部能源购买设备费用高提高温度会使化合物降解36,373、脂质组学的溶剂萃取  液-液萃取是脂质组学研究中使用最为普遍的方法,这一方法是使用两种互不混溶的有机溶剂&mdash &mdash 使用最多的是氯仿、甲醇和水&mdash &mdash 为了对关键脂质类得到最大的萃取效率,从磷脂类和糖脂类到脂肪酸,三酰基甘油类(TAGs)、二酰基甘油类(DAGs)。最初使用的是Folch 脂质萃取法(氯仿/甲醇/水为 8:4:3 v/v/v),之后有Bligh 和 Dyer脂质萃取法(氯仿/甲醇/水为 1:2:0.8 v/v/v)。  (1)Folch 脂质萃取法(Folch et al., J Biol Chem 1957, 226: 497)  把样品组织用2:1氯仿/甲醇均一化,最后的溶剂体积是组织的20倍(20mL 溶剂里有1g样品),分散均匀后于室温下把混合物在轨道振荡器上震动15-20min。均匀混合物经漏斗中折叠滤纸过滤,或进行离心处理,回收液相。  液相溶剂用0.2体积的水(20 mL液相使用4 mL水),最好使用0.9%的NaCl溶液洗涤,涡旋几秒后在低速离心机(2000 rpm)上离心混合物,用虹吸方法弃去上层液相,用以分析神经节糖苷或小分子有机极性化合物,如需要(需移去标记分子),用1:1甲醇/水洗涤交界处的有机相两次,无需混合全部制备物。  经离心分离后虹吸掉上面的液相,下面含有脂质的氯仿在旋转蒸发器中真空蒸发,或用氮气吹拂到2-3 mL体积。  (2)Bligh 和 Dyer脂质萃取法(Can J Biochem Physiol 37:911-917)  a. 每1 mL 样品加入3.75mL 1:2(v/v) CHCl3:CH3OH 很好涡旋,如果要进行GC 分析,溶剂中要含有内标(如0.5&mu g谷甾醇)  b. 然后加入1.5mL CHCl3很好涡旋  c. 最后加入1.25mL蒸馏水很好涡旋  d. 在1000rpm离心机中室温下离心5min,得到一个两相分离(上层为水相,下层为有机相)的液体  e. 回收有机相:用一个巴斯德吸管(Pastuer pipette)通过上层水相,轻微施加正压避免上层水相浸入吸管,吸管口到达离心管底部,吸取下层有机相溶液的90%到吸管中。下表列出不同样品容积需要加入的试剂量  如果你要得到干净的底部的有机相溶液,就要用上层&ldquo 真正&rdquo 的上层液相洗涤有机相溶液,方法如下:  a 制备&ldquo 真正&rdquo 的上层液相:取一个大的玻璃管,或者几个常规玻璃管,以水代替样品胺上述方法进行萃取操作,把几个管子中的上层水相合并在一起备用。  b 把上述第5步得到的底层溶液倒入一个玻璃管中,然后加入适量(样品+蒸馏水的体积)&ldquo 真正&rdquo 的上层液相。比如你是1 mL样品就加入2.25mL&ldquo 真正&rdquo 的上层液相。  c 好好地涡旋,离心,收集下层相。  Cui等的改进Bligh 和 Dyer脂质萃取法(Cui L,e al, PLoS Negl Trop Dis,2013,7:e2373):  900µ L氯仿-甲醇(1:2)加入到100 µ L样品中,进行涡旋,在4° C下保温,然后加入300µ L氯仿和300µ L双重蒸馏水,以9000 rpm离心2 min,脂质物在离心管底部的有机相中,然后加入500 µ L氯仿在4° C下进行涡旋20 min。从有机相中回收脂质物并与前次得到的脂质物合并,脂质萃取物经真空干燥后于&minus 80° C下存放备用。  多少年来人们使用类似于上述方法进行脂质的萃取,例如:李国琛等在脂质组学研究中也采用Bligh 和 Oyer法萃取磷脂,并作适当改进.他们的方法是:  称取100 mg鱼肉样品,加入400 p,L甲醇/氯仿(体积比2:1),涡旋混匀后,于一30℃放置过夜.取出后于4℃以10000 转速离心5 min.将上清液转出,在残渣中加入200 mL甲醇/氯仿(体积比2:1)再次提取,将2次所得上清液合并.在上清液中先后加入100 mL氯仿及100mL水,离心后,将磷脂所在的氯仿相与水相分离.采用真空离心蒸发浓缩器干燥氯仿相(温度不超过45℃,下同),将干燥后的样品于一30℃保存备用.(高等学校化学学报,2010,31(2):269-273)  人们为了提高某些脂质种类的萃取效率,改变氯仿/甲醇/水的比例,并加入一些其他添加剂,如乙酸、盐酸等,探索改进萃取各类脂质化合物的得率,如酸性磷脂和脂肪酸。(Jensen S K, Lipid Technol,2008, 20: 280&ndash 281)。HCl-Bligh萃取法步骤:  为了更好地萃取生物样品中的脂肪酸,使用加盐酸的HCl-Bligh萃取法:取0.6 g均匀好的样品装入10-ml 带盖的培养试管中,加如1 ml 3M HCl,在80℃水浴上加热1 h,之后加入1.50 ml甲醇和1.00 ml氯仿,以及17:0脂肪酸内标,把混合物摇震1 min,然后加入ELGA-纯水系统制备的纯水1.00 ml 和2.00 ml氯仿,把试管振荡1 min,然后在3000 rpm离心机上进行离心处理5 min。把1 ml氯仿相进行甲基化,用氮气把氯仿蒸发掉,加入0.8 ml NaOH/甲醇溶液,把试管充满氮气,密封在100 ℃下烘箱中15 min,冷却后加入1 ml BF3溶液,密封在100 ℃下烘箱中45 min。在冷却后加入2 ml辛烷和4 ml饱和NaCl溶液,把混合物进行涡旋,在3000 rpm离心机上进行离心处理10 min。用1&mu L 样品进行气相色谱分析。  根据Jensen的研究,认为此方法可以对脂肪酸的萃取率提高15%,对多不饱和脂肪酸的萃取率可提高30-50%。  由于氯仿的毒性大人们就用二氯甲烷来代替氯仿(J Agr Food Chem,2008,56:4297-4303),之后就有许多研究者效仿用以萃取临床样品,包括生物液体,如血清/血浆,尿液和固体样品,如皮肤和动脉粥样硬化血小板(表中文献4,5,8,9,10,14-17,23-25,28).  近几年也用甲基特丁基醚(MTBM )做萃取溶剂代替氯仿(Matyash et al. J Lipid Res. 2008,49 (5) :1137&ndash 1146.)。Matyash 认为MTBM进行萃取快速而且可以得到干净的脂质,可以适合于自动进行鸟枪法得到脂质轮廓。因为MTBM的密度低,水相和有机相分开时,有机相在上层,这样简化了手机有机相的手续,减少了吸取的损失,不可萃取的基质小球处于离心管的底部,易于去除。严格的测试证明MTBM进行萃取对绝大多数脂质种类和&ldquo 黄金标准&rdquo Folch 或 Bligh and Dyer萃取方法类似或更好。2013年中科院大连化学物理研究所许国旺和德国图宾根大学医学院的R Lehmannb使用MTBM进行萃取开创了一个从一小片肝脏或肌肉组织同时进行道谢组学和脂质组学的研究(J Chromatog A, 2013, 1298:9&ndash 16)  人们的思路总是由简单到复杂,又由复杂回归到简单,所以脂质组学中的萃取方法,近来也有多种溶剂向单一溶剂发展, Stü biger G (表中文献1)就使用 Zhao Z等提出的单一溶剂萃取(SOSE)磷脂类脂质(J Lipid Res 2010 51:652)方法如下:  把500 mL甲醇加入到20 mL人血浆中,其中已经含有0.01% BHT(2,6-二叔丁基对甲酚)和0.5 mmol EDTA (用作抗氧化剂)和3mmol Pefablock(4-(2 aminoethyl) benzenesulfonylfluoride hydrochloride)用作磷脂酶的抑制剂,加入内标物,把样品激烈震荡1min,在冰浴中放置30 min,进行脂质的萃取,之后在10,000 rpm离心机上,离心5 min(4℃),最后把离心管上面的液体小心滴转移到2 mL玻璃样品瓶中,在零下70℃保存备用。4、固相萃取(SPE)  SPE 是十分成熟的样品预处理技术,使用装有固定相的小柱子和各种流动相选择性地保留与固定相有特定作用力的特殊种类分子。SPE的典型应用是和 SOSE 和 LLE相结合,作为一种附加的净化步骤或从生物液体或固体住址样品中富集某种特定种类的目标脂质(表中文献1,3,12,26,27),市场有各种各样的萃取小柱供选择。供脂质萃取的SPE小柱有正相硅胶柱和反相柱(C8 和 C18),以及离子交换柱(氨丙基柱),硅胶柱和氨丙基柱多用于分离中性和极性脂质,利用改变洗脱溶剂以达到分离的目的。而C8 和 C18柱用于从水基样品中分离卵磷脂(PC)、脑苷脂、神经节糖苷和脂肪酸。  针对不同的脂质使用不同的SPE,如 Stü biger(表2文献1)在进行导致动脉粥样硬化的磷脂的研究中,使用C18 净化柱从血浆脂质萃取和富集体液氧化磷脂(OxPLs),其步骤如下:  把脂质萃取液倒入微量制备高效固相萃取柱(mHP-SPE)C18 spin-columns (PepClean, Pierce)中,小柱事先用500mL MeOH:0.2%甲酸(70:30 重量比)洗涤,然后用700 mL MeOH:0.2%甲酸(82:18 重量比)洗脱一次,再用800 mL MeOH:0.2%甲酸(92:2 重量比)洗脱一次,最后小柱用500 mL 2-丙醇再生,以便从小柱中彻底清除脂质(即中性脂质),净化后的纯度用薄层色谱检查,得到的氧化脂质用LC-ESI-MS/MS进行分析。  而Ruben t&rsquo Kindt进行皮肤神经酰胺的脂质组学研究中,则使用氨丙基硅胶小柱对脂质萃取液进行净化(表2文献3),方法如下:  使用氨丙基硅胶小柱(100 mg, 3.0 mL)先用2 mL己烷洗涤,把已经干燥的脂质溶于300 &mu L 11:1 的己烷:异丙醇(v/v)中,用2 mL己烷/甲醇/氯仿(80/10/10 (v/v))洗脱神经酰胺,用氮气吹扫干燥,溶于300 &mu L异丙醇/氯仿(50/50)(v/v)中,进行HPLC/MS分析。5、固相微萃取(SPME)  Pawliszyn 研究组在1991年发明了SPME,1993年出现了SPME的商品化产品,使之成为广泛使用的样品前处理技术。这一方法是集萃取、浓缩、解吸、进样于一体,它以固相萃取(SPE)为基础,保留了SPE的全部优点,排除了需要柱填充物和使用有机溶剂进行解吸的缺点。SPME是以涂渍在石英玻璃纤维上的固定相(高分子涂层或吸着剂)作为吸收(吸附)介质,对目标分析物进行萃取和浓缩,并在气相色谱进样口中直接热解吸(或用HPLC流动相冲洗到液相色谱柱中,甚至可以直接进行质谱分析),这一技术适合于挥发性和半挥发性有机物的样品处理和分析。SPME有8大优点:1 操作简单,2 功能多样,3 设备低廉,4 萃取快捷,5 无需溶剂,6 可在线、活体取样,7 可自动化, 8 可在分析系统直接脱附。SPME可以对环境中的污染物进行检测,如:农药残留、酚类、多氯联苯、多环芳烃、脂肪酸、胺类、醛类、苯系物、非离子表面活性剂以及有机金属化合物、无机金属离子等,也可以用有类似特点的领域,如食品、医药、临床、法庭分析等方面。自然,在脂质组学中也会使用这一技术。  武汉大学曾昭睿研究组用自制的甲基丙烯酸丁酯/端羟基硅油萃取头,萃取肺组织中的长链脂肪酸(表2文献31)。F Pragst 利用SPME萃取头发中的脂肪酸乙酯和葡萄糖苷酸乙酯来诊断过度酗酒(表2文献32)。脂质中的脂肪酸都可以衍生化为酯类用SPME进行萃取。  SPME 的魅力在于它可以进行活体样品中萃取分析物,用于代谢组学和脂质组学的研究,对这一课题SPME的发明人 Pawliszyn 近年进行了阐述(Angew Chem, 2013, 125:12346 &ndash 12348 Anal Chem, 2014, 86:12022&minus 12029)。分析脂质代谢产物中游离脂肪酸的示意图如下。(Anal Chem, 2014, 86:12022&minus 12029)6、超临界流体萃取(SFE)  超临界流体具有特殊的理化特性,黏度为普通流体的1%~10% 扩散系数约为普通液体的10~100倍 密度比常压气体大100~1 000倍。因而超临界流体既有液体溶解能力大的特点,又有气体易于扩散和运动的特性,传质速率大大高于液相过程。所以从萃取效率和对环境友好都受到欢迎。最常用的超临界流体是超临界二氧化碳(SF-CO2)它的临界压力和温度低,只有7.4MPa和32℃。SF-CO2无毒易于从样品中排除,其极性与戊烷近似,很适于萃取疏水性化合物,如脂质化合物(J Chromatogr A 2007,1163:2-24)。为了分离极性化合物往二氧化碳中加入改性剂,如甲醇。过去更多的工作时从植物类物质中萃取脂质,但是近来已经扩展到从动物组织中萃取脂质,例如浙江大学药学院王龙虎利用江苏省南通市华安超临界萃取有限公司的 HA220-50-06 SFE装置萃取鸵鸟脂肪中的脂肪酸:萃取装置包括一个1 L 不锈钢萃取釜,两个1 L 分离器,一个注射泵,和一个冷凝装置。用压力调节器调节压力,用可调节温度的水浴控制温度,通过调节泵的频率来控制二氧化碳的流速。从液态二氧化碳钢瓶把二氧化碳送到萃取器中,并达到超临界状态,在分离器中调节压力和温度可把萃取出来的组分里出来。试验中取250 g鸵鸟脂肪组织用二氧化碳萃取5h,压力15&ndash 30 MPa,温度40&ndash 50℃,二氧化碳流速为15&ndash 35 L/h,用以考察萃取效果。(Eur. J. Lipid Sci. Technol. 2011, 113, 775&ndash 779)。  但是SFE更重要的是萃取人干血浆斑点中的脂质分子,Uchikata等(表2文献33)比较了用SFE和液液萃取(Bligh 和 Dyer方法)磷脂的效果,证明SFE要比液液萃取方法对磷脂具有更好的选择性,包括磷脂酰胆碱(PC)、溶血性磷脂酰胆碱(lysoPC)、磷脂酰乙醇胺(PE)和神经鞘磷脂(SM)。国内在1995年就有类似研究(薄层扫描法测定蛋黄磷脂中PC、SM和LPC的含量 &mdash &mdash 路萍 赖炳森,药物分析杂志,1995,(13):231-232),他们也是用SFE萃取之后进行薄层色谱分离。7、微波辅助萃取(MAE)  微波辅助萃取(MAE)是利用微波能强化溶剂萃取效率,即利用微波加热来加速溶剂对固体样品中目标萃取物的萃取过程。MAE 可以快速高效地把样品及溶剂中的偶极分子在高频微波能的作用下,产生偶极涡流,离子传导和高频率摩擦,从而在短时间内产生大量的热量。偶极分子旋转导致的弱氢键破裂、离子迁移等加速了溶剂分子对样品基体的渗透,待分析成分很快溶剂化,使微波萃取时间显著缩短。  微波加热具有选择性微波对介电性质不同的物料呈现出选择性的加热特点,介电常数及介质损耗小的物料,对微波的入射可以说是&ldquo 透明&rdquo 的。溶质和溶剂的极性越大,对微波能的吸收越大,升温越快,促进了萃取速度。而对于不吸收微波的非极性溶剂,微波几乎不起加热作用。所以,在选择萃取剂时一定要考虑到溶剂的极性,以达到最佳效果。  MAE具有生物效应(非热效应) ,由于大多数生物体内含有极性水分子,在微波场的作用下引起强烈的极性震荡,从而导致细胞分子间氢键松弛,细胞膜结构电击穿破裂,加速了溶剂分子对基体的渗透和待提取成分的溶剂化。因此,利用MAE从生物基体萃取待分析的成分时,能提高萃取效率。(李核等,分析化学,2003,31(109):126l~1268)  例如:万益群,吴世芳利用MAE萃取何首乌中的磷脂(分析测试学报,2008,27(7):782&mdash 784),方法如下:确称取约1.0 g何首乌样品于溶样杯中,加入20 mL萃取溶剂(氯仿与甲醇体积 比为1:2),把溶样杯放入罐体中,组装好罐体后放入微波制样系统中,插入温度探针。设置萃取压力为安全压力(1.5 MPa),萃取时间15 min,温度为45℃。微波萃取完毕后,将样品过滤。滤液用体积为滤液总体积l/4的8 g/L氯化钠溶液萃取2次,收集有机相。将有机相旋转浓缩至近干,用甲醇定容至10 mL。取样品溶液3 mL用甲醇稀释至10 mL,过0.45&mu m微孔滤膜,待测。7、超声辅助萃取(UAE)  超声波为频率高于20kHz以上的声波,是一种机械振动在介质中的传播过程,在传播过程中,超声波与介质的相互作用,可以使超声波的相位和幅度等发生变化 功率超声波则会使介质的状态、组成、结构和功能等发生变化,超声萃取中的应用可分为两类:一类是频率高,能量低(一般小于1W/cm2)的检测超声波,其频率多以MHz为单位 另一类是频率低,能量高(通常为10&mdash 100 W/cmz)的功率超声波,其频率则以kHz为单位。UAE是一种重复性好、萃取质量高的方法,它不像MAE,不会让萃取系统的温度升高,不利于热稳定差的代谢物萃取。UAE还可以和液液萃取配合改进生物样品中脂质的萃取效率。例如上海交通大学药学院的刘玉敏等(Anal Bioanal Chem,2011, 400:1405&ndash 1417)成功地开发了UAE 和 LLE结合萃取人血清样品中的代谢产物,从而比单独使用液液萃取脂肪酸提高5&ndash 60%。Pizarro等使用类似的方法以MTBE作溶剂辅以UAE萃取人血中的脂质,比单纯使用MTBE的液液萃取可以多检出30%的脂质种类,MTBE-UAE萃取方法具有更好的重复性,相对标准偏差降低6%,脂质成分的回收率提高7成(表2文献36)。除去萃取生物液体外,UAE-LLE也用于萃取样品中的脂肪酸,例如哈尔宾医科大学的李颖等研究了用UAE-LLE萃取鼠的肝脏组织,考察了超声波功率、萃取溶剂、萃取容积、萃取时间等,结果表明萃取时间比Folch萃取法萃取脂肪酸从12 h 缩短到 20 min,回收率在87&ndash 120%之间。(J Chromatogr Sci, 2013 51:376&ndash 382)8、其他可用的萃取方法  在化学分析样品处理中还有两种重要的样品前处理方法,即加速溶剂萃取(ASE)和基质固相分散萃取(MSPD),可以用于脂质组学研究的样品前处理。  加速溶剂萃取(Accelrated Solvent Extraction, ASE),这一方法是一种在提高温度和压力的条件下,用有机溶剂萃取的自动化方法。与其他液体萃取方法相比,其突出的优点是有机溶剂用量少、快速、回收率高。(牟世芬等,现代分析仪器,2001,(3):18-20)。 Spiric A等使用ASE萃取鲤鱼肉中的脂肪酸谱和胆固醇含量,并与改进的索氏萃取法进行比较,表明ASE萃取方法是可用的。(Anal Chim Acta,2010, 672:66&ndash 71)。Jansen B等利用ASE从土壤中萃取脂质生物标记物,萃取效果和其他萃取方法一样(Appl Geochem ,2006, 21:1006&ndash 1015)。Balasubramanian R K等用ASE和其他方法进行了从海水微海藻细胞中萃取脂质的研究,表明ASE是一种可以使用的方法(Chem Engineering J,2013, 215&ndash 216:929&ndash 936)。  MSPD方法是1989年首次提出是用来处理动物组织样品的方法,样品与涂渍有C18等的各种聚合物载体的固相萃取材料一起研磨,得到半干状态的混合物并将其作为填料装柱,然后用不同的的溶液洗脱柱子,将各种待测物洗脱下来。其依据是采用脂溶性材料(C18)破坏细胞膜并将组织分散,C18充当分散剂。在硅胶固相萃取材料表面键合有机相,与传统方法使用砂子做吸附剂类似,在样品与固体材料搅拌的过程中,利用剪切力作用将组织分散。键合的有机相就像溶剂或洗涤剂一样,将样品组分溶解和分散在支持物表面。这大大增加了萃取样品的表面积,样品按各自极性分布在有机相中,如非极性组分分散在非极性有机相中,极性小分子与硅胶上的硅烷醇结合,大的弱极性分子则分散在多相物质表面。(乌日娜等,食品科学,2006,26(6):266-268)。香港城市大学的Qing Shen等利用二氧化钛纳米颗粒作萃取剂,以基质固相分散萃取方法进行橄榄果的脂质组学研究,研究证明这一方法可以把磷脂从非磷脂中完全选择性地分离出来。(Food Research Int,2013, 54:2054&ndash 2061)。表2中的文献 1Stubiger G, et al, Atherosclerosis, 2012,224:177&ndash 186.2Zhao Z, et al, J Lipid Res, 2010, 51:652&ndash 6593t&rsquo Kindt R, et al, Anal Chem, 2012,84:403&ndash 4114Cui L, et al, PLoS Negl Trop Dis,2013,7:e23735Sandra K,et al, J Chromatogr A,2010,1217:4087&ndash 4099.6Lam S M, et al, J Lipid Res, 2014,55: 289&ndash 2987Giera M, et al, Biochim Biophys Acta, 2012, 1821:415&ndash 4248Min H K, Anal Bioanal Chem, 2011, 399:823&ndash 830.9Heilbronn L K, et al, Obesity,2013, 21:E649&ndash E65910Hilvo M, et al, Int J Cancer 134 (2014) 1725&ndash 173311Montoliu I, et al, Aging (Albany NY),2014,6:9&ndash 2512Chen Y , et al, Clin. Chim. Acta, 2013,428: 20&ndash 25.13Zivkovic A M, et al, Metabolomics,2009,5:507&ndash 51614Chen F,et al, Biomarkers, 2011, 16:321&ndash 33315M. Ollero, et al, J. Lipid Res, 2011, 52:1011&ndash 102216Shah V, Rapid Commun. Mass Spectrom, 2013, 27:2195&ndash 220017Lankinen M, et al, PLoS ONE, 2009,4:e5258.18J. 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Chromatogr A, 2012,1250:69&ndash 75.34de Morais D R, et al, Rev Bras Hematol Hemoter,2010,32:439&ndash 443.35Gonzalez-Illan F,et al,J Anal Toxicol,2011,35:232&ndash 237.36Pizarro C, et al, Anal Chem,2013,8:12085&ndash 12092.37Pang L Q, et al, J Chromatogr B,2008,869: 118&ndash 125
  • Angew成果|离子淌度调制提升空间脂质组分析的结构解析能力
    离子淌度调制提升空间脂质组分析的结构解析能力空间脂质组分析可揭示脂质在生物组织或器官中的含量及空间分布,是基础生物学和疾病研究的重要技术。空间脂质组分析的底层技术一般为质谱成像,其具有免标记、高空间分辨率和高灵敏度等优势,可同时表征大量脂质分子在生物组织中的空间分布。然而,脂质和代谢物的质谱成像主要依赖于质量测定,对分子结构的表征能力不足,常由于脂质和代谢物异构体的存在而导致分析偏差乃至错误。在质谱成像过程中,单个像素点的样品量和分析时间极为有限,对逐个离子串联分析会导致分析时间长和灵敏度降低等问题,因此如何在质谱成像的同时实现分子的结构解析一直是分析科学的挑战。此外,在成像过程中丰度、离子化效率各异的待分析离子同时进入质谱,存在显著离子抑制等问题,给中低丰度离子的检测和结构鉴定造成困难。近日,清华大学精密仪器系的欧阳证、马潇潇教授团队开发了一种多目标脂质结构质谱成像技术,通过离子淌度技术对待分析离子的快速时空聚焦和分离,在不增加质谱成像时间的情况下,显著提升了空间脂质组分析的结构解析能力。该技术采用数据非依赖采集方法,利用离子淌度分离对单像素点的母离子强度进行“调制”,将淌度分离后的母离子不经质量隔离而完全碎裂 (Mobility modulated sequential dissociation, MMSD)。根据母离子及相应子离子组成随淌度时间不断变化的特点,发展了智能谱图解卷积算法,实现40多种脂质的结构解析和20种脂质在组织上的空间可视化,包括磷脂酰胆碱、磷脂酰乙醇胺等。具备结构解析功能的质谱成像可实现传统空间脂质组分析难以实现的脂质异构体结构鉴定和空间可视化。在鼠脑组织中,该技术揭示了多种脂质异构体的差异性乃至互补性空间分布,如 PE O-18:2_20:4、PE O-16:0_22:6 和 PE 16:1_22:4、PE 16:0_22:5等。在对人肝癌的组织切片分析中,该方法揭示了磷脂酰乙醇胺 PE 36:2的一组异构体(PE 18:1_18:1、PE 18:0_18:2)在癌组织和癌旁组织中的特异性分布,并且PE 18:1_18:1集中分布于癌组织,可用于精准划分肿瘤组织边界,表明该技术可在更深层结构维度上揭示脂质癌症生物标志物。这项工作所提出的多目标脂质结构解析及空间成像方法,从原理上同样适用于多肽、代谢物等生物分子的空间可视化及结构解析。结构解析赋能的脂质质谱成像,是空间脂质组学技术发展的题中之义,也是精准脂质组分析和功能脂质组研究必不可少的技术基础。该技术的提出,为空间结构脂质组分析提出了一种解决方案,也有望促进质谱成像实现从质量测定到结构鉴定的研究范式转换。 论文作者:论文第一作者是清华大学博士研究生钱耀,通讯作者是清华大学精密仪器系欧阳证、马潇潇教授。清华大学郭翔宇博士和清华大学长庚医院王韫芳研究员对技术建立和生物医学应用做出了重要贡献。清华大学精仪系、清华大学精密测试技术与仪器国家重点实验室为第一作者单位。本项目得到国家自然科学基金委重点、面上项目及重点研发计划(前沿生物技术)青年科学家项目(2022YFC3401900)资助。 论文链接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202312275
  • 许国旺研究员课题组建立一种高覆盖的代谢组和脂质组的定量分析方法
    近日,许国旺研究员课题组在代谢组学定量分析方面取得新进展,建立了适用于代谢组和脂质组交替定量分析的双反相液相色谱-质谱新方法(RPLC/RPLC-MRM-MS),可定量分析超过1,000个代谢物和脂质。代谢组学在精准医疗中发挥着越来越重要的作用。然而,代谢组学在精准医疗研究的应用需要大规模定量数据的支持。目前,仍然缺乏高覆盖度的代谢组靶向定量分析方法。针对上述问题,研究团队首先开发了包含397个代谢物MRM离子对和1,080个脂质MRM离子对的双液相色谱-质谱(RPLC/RPLC-MRM-MS)交替分析方法。然后利用221个标准品定量分析了超过1,000个代谢物和脂质,包括胺、氨基酸、苯衍生物、肽、核酸碱基及其相关物质、胆汁酸、羧酸、脂肪酸、激素、吲哚等代谢物的绝对定量,以及肉碱、溶血磷脂酰胆碱、溶血磷脂酰乙醇胺、自由脂肪酸、鞘磷脂、磷脂酰胆碱、磷脂酰乙醇胺和甘油三酯等的半定量。与Biocrates MxP Quant 500试剂盒相比,建立的交替RPLC/RPLC-MRM-MS方法可定量的代谢物数量提高了约1倍。该交替RPLC/RPLC-MRM-MS定量方法为大规模临床样本高覆盖定量数据的获取提供了可靠的分析平台,并将在健康人群代谢物的基准浓度测定中发挥积极的作用。相关研究成果以“Comprehensive Metabolite Quantitative Assay Based on Alternate Metabolomics and Lipidomics Analyses”为题,于近日发表在《分析化学学报》(ANALYTICA CHIMICA ACTA)上。该工作的第一作者是许国旺研究员课题组博士研究生吕王洁,通讯作者为赵欣捷副研究员和许国旺研究员。以上工作得到了国家自然科学基金、大连市重点基金、大连化物所创新基金等项目的资助。(文/图吕王洁)文章链接:https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0003267022005505
  • JCP“期刊亮点”:MALDI-TOF用于帕金森突变人类皮肤成纤维细胞的脂质分析
    p style="text-indent: 2em "最新一期的细胞生理学杂志(Journalof Cellular Physiology)期刊登载“期刊亮点”文章,介绍了研究者结合薄层色谱和MALDI TOF用于帕金森突变人类皮肤成纤维细胞的脂质分析的成果。/pp style="text-align: center "img title="1.jpg" src="http://img1.17img.cn/17img/images/201711/insimg/039a6bcf-8a77-418d-b5c3-a60306d87ad8.jpg"//pp  Parkin蛋白突变是早发性帕金森病(PD)的主要病因。蛋白质质量控制系统的损害以及线粒体和自噬过程的缺陷是导致神经退行性变的Parkin蛋白缺乏的结果。关于脂质在这些细胞功能改变中的作用知之甚少。在本研究中,parkin突变人皮肤原代成纤维细胞已被认为是PD的细胞模型,以研究与缺乏parkin蛋白相关的可能的脂质改变。皮肤成纤维细胞来自两个不同帕金酶突变的无关帕金森病患者,并将其脂质组成与两个对照成纤维细胞的脂质组成进行比较。通过组合基质辅助激光解吸/电离飞行时间质谱(MALDI-TOF / MS)和薄层色谱(TLC)分析成纤维细胞的脂质提取物。同时,研究者通过跳过脂质提取步骤对完整的成纤维细胞进行了直接的MALDI-TOF / MS脂质分析。结果表明,帕金森突变体成纤维细胞脂质谱中一些磷脂和糖鞘脂的比例发生了改变。检测到的较高水平的神经节苷脂,磷脂酰肌醇和磷脂酰丝氨酸可能与自噬和线粒体转换功能障碍有关 此外,溶血症的增加可能是神经炎症状态的标志,这是PD的一个众所周知的组成部分。/p
  • 沃特世推出样品制备产品Ostro
    快速去除磷脂为科学家们提供新工具以推动药物研发工作  马萨诸塞州米尔福德——2010年9月14日——沃特世公司(WAT:NYSE)今天推出了新的Ostro™ 样品制备板,为去除生物样品中的磷脂提供了创新的方法。与其它磷脂去除设备和传统的液液萃取(LLE)方法相比,Ostro能够去除高达30倍的磷脂。  磷脂已成为导致LC/MS生物样品分析中基质效应的一个主要因素。Ostro及其正在申请专利的独有设计专为解决这一障碍而制造,能够提供“同类最佳”解决方案,去除多种磷脂。  Ostro™ 的96孔板采用简单、快速、流过式的方式方法在96孔板内进行蛋白质沉淀,从而提供快速、可靠、可重现的解决方案。  “我们非常高兴和自豪地推出Ostro产品,进一步扩展我们全面的96孔样品制备板产品系列”,沃特世公司样品制备主管DianeDiehl博士评价说。“对于要努力解决磷脂干扰的研究人员而言,Ostro将是一个非常宝贵的工具,并为沃特世一流的固相萃取方案OasisSPE产品提供一个补充的解决方案。”如需了解沃特世Ostro样品制备产品的更多信息,请参见: 手册 产品信息 关于沃特世化学产品 沃特世提供了业界最广泛、最深入的产品,以技术熟练、训练有素的支持团队为后盾,满足世界一流生产厂商最高行业质量标准的要求。沃特世拥有全世界最大的同类应用数据库之一,囊括超过6万份引文、摘要、应用实例和科学文献。 关于沃特世公司(www.waters.com ) 50年来,沃特世(NYSE:WAT)公司通过提供实用且可持续的创新,实现了全球医疗保健、环境管控、食品安全、水质监测等领域的显著进步,为基于实验室的许多机构创造了商业价值。 沃特世的技术突破和实验室解决方案开创了分离科学、实验室信息管理、质谱技术和热分析的相互组合,为客户提供了持久成功的平台。 沃特世公司2009年的收入达15亿美元,员工人数达5,200人,公司正在帮助全球客户推进科研进程,并为其提供绝佳的操作体验。媒体联系: Eva Lee 沃特世公司市场部 Eva.lee@waters.com 周瑞琳(Grace Chow) PMC Communications 020-83569288 13602845427 grace.chow@pmc.com.cn
  • mRNA疫苗递送载体分析技术进展与应用-脂质纳米颗粒
    脂质纳米颗粒(Lipid nanoparticles, LNPs)是一种具有均匀脂质核心的脂质囊泡,因其高包封率和高转染效率等特点,广泛用于核酸等药物的递送,目前 Moderna、CureVac和BioNTech等mRNA 疫苗企业研发的预防新型冠状病毒肺炎(COVID-19)mRNA 疫苗均采用了LNPs递送技术。LNPs 是一种多组分脂质递送系统,通常包括阳离子/可电离脂质、中性磷脂(辅助性脂质)、胆固醇以及聚乙二醇化脂质(PEG-脂质),如图1所示。阳离子/可电离脂质是LNPs系统实现递送功能的关键,由于LNPs带正电,能够吸引带负电的mRNA,并结合在LNPs内部,可以避免被溶酶体降解,提高mRNA在体内的稳定性。LNPs的各种组分的准确含量和配比是脂质纳米颗粒的形成和稳定的重要影响因素,如磷脂和胆固醇能够稳定LNPs结构,聚乙二醇化脂质能够延长LNPs在生物体内的循环半衰期。因此,分析和监测LNPs制备过程的脂质载体是控制LNPs质量的关键,能够保证脂质纳米颗粒的形成并提高其稳定性。由于LNPs的主要四种组成组分的结构中不含明显的紫外吸收基团,在传统的紫外检测器上没有或具有较低的响应信号,因此高效液相色谱-蒸发光散射联用技术(HPLC-ELSD)和拉曼光谱技术(Raman spectra)是LNPs研发和生产中常用的分析技术,本文对这两种常用的脂质纳米颗粒分析技术进行简要介绍。图1. mRNA脂质纳米颗粒示意图1. 高效液相色谱-蒸发光散射联用技术(HPLC-ELSD)1.1 技术原理:高效液相色谱-蒸发光散射联用技术(HPLC-ELSD)将高效液相色谱与蒸发光散射通用检测器联用,其中蒸发光散射检测器(evaporative light scattering detector,ELSD)是20世纪90年代出现的通用型检测器。其工作原理如图2所示,被分析对象经过色谱分离后,随流动相从色谱柱流出,流出液引入雾化器与通入的气体(常为高纯氮,也可是空气)混合后喷雾形成均匀的微小雾滴,经过加热的漂移管,蒸发除去流动相,被分析组分形成气溶胶,然后进入检测室,用强光或激光照射气溶胶,产生光散射,最后使用光电二极管检测散射光。图2. 蒸发散射检测器(ELSD)的部件及原理[3]1.2 技术特点:高效液相色谱-蒸发光散射联用技术(HPLC-ELSD),采用的蒸发光散射检测器能够检测不含发色团的化合物,非常适合紫外检测响应信号不佳的半挥发性及非挥发性化合物的分析,它对各种物质有几乎相同的响应,但其灵敏度通常较低,尤其对于有紫外吸收的组分其灵敏度较紫外检测器约低一个数量级,高效液相色谱-蒸发光散射联用技术较适用于氨基酸、脂肪酸、聚合物、脂质、生物载体以及无紫外吸收的辅料的分析。1.3 分析仪器:第一台ELSD是由澳大利亚的Union Carbide研究实验室的科学家开发,距今已经数十年。目前ELSD通常与液相色谱配套使用,主流液相色谱品牌均可配备。该类设备国内外均有生产,如国内的上海通微ELSD-UM5800Plus蒸发光散射检测器、美国安捷伦1260 II 蒸发光检测器、岛津ELSD-LT III 蒸发光检测器、沃特世2424 蒸发光检测器、美国奥泰(Alltech)蒸发光散射检测器ELSD 6100等。2. 拉曼光谱技术(Raman spectra)2.1 技术原理:拉曼光谱法研究化合物分子受光照射后所产生的非弹性散射-散射光与入射光能级差及化合物振动频率、转动频率间关系。拉曼光谱采用激光作为单色光源,将样品分子激发到某一虚态,随后受激分子弛豫跃迁到一个与基态不同的振动能级,此时,散射辐射的频率将与入射频率不同。这种“非弹性散射”光被称之为拉曼散射,频率之差即为拉曼位移(以 cm-1 单位),实际上等于激发光的波数减去散射辐射的波数,与基态和终态的振动能级差相当。频率不变的散射称为弹性散射,即瑞利散射:如果产生的拉曼散射频率低于入射频率,则称之为斯托克斯散射;反之,则称之为反斯托克斯散射。实际应用中几乎所有的拉曼分析均为测量斯托克斯散射。2.2 技术特点:拉曼光谱技术具有快速、准确、不破坏样品的特点,样品制备简单甚至不需样品制备。谱带信号通常处在可见或近红外光范围,这也意味着谱带信号可以从包封在任何对激光透明的介质(如玻璃、石英或塑料)中或将样品溶于水中获得。拉曼光谱能够单机、联机、现场或在线用于过程分析,可适用于远距离检测。现代拉曼光谱仪使用简单,分析速度快(几秒到几分钟),性能可靠。因此,拉曼光谱与其他分析技术联用比其他光谱联用技术从某种意义上说更加简便,适合对药用辅料,以及脂质纳米颗粒的形态和组成成分的分析[4]。2.3 分析仪器:拉曼光谱仪器在实验室台式/在线和现场便携/手持仪器两个方向上呈现了多元化的发展。实验室仪器追求更高性能,目前常用的实验室拉曼光谱仪主要包括国内卓立汉光Finder微区激光拉曼光谱仪、港东科技LRS-4S显微拉曼光谱仪、奥谱天成 ATR8300自对焦显微拉曼成像光谱仪、日本HORIBA LabRAM HR Evolution高分辨拉曼光谱仪 、LabRAM Soleil 高分辨超灵敏智能拉曼成像仪、英国雷尼绍(Renishaw)inVia Oontor显微拉曼光谱仪、赛默飞DXR 3xi 显微拉曼成像光谱仪等。便携式与手持式小型拉曼光谱仪致力于现场检测,在快速检测方面得到应用,如国内南京简智的SSR-5000便携式拉曼光谱仪、奥谱天成ATR6600手持式拉曼光谱仪、鉴知技术(同方威视) RT6000S手持拉曼光谱仪、美国必达泰克i-Raman Prime高通量便携拉曼光谱仪、美国海洋光学ACCUMAN (SR-510 Pro)便携拉曼光谱仪、美国赛默飞First Defender RM手持拉曼等。3 应用实例分享3.1 采用HPLC-ELSD技术定量7种脂质有研究人员基于HPLC-ELSD技术建立同时定量7种脂质类成分的分析方法[5],包括阳离子脂质CSL3和DODMA、胆固醇Chol、磷脂DSPC和DOPE、亲水性聚合物脂类PolyEtox和DSPE-PEG2000,这7种脂质在高效液相色谱的C18 色谱柱上能够实现良好分离,见图3。通过分析4种不同脂质成分(CSL3/Chol/DSPE-PEG2000/DSPC、CSL3/Chol/PolyEtOx/DSPC和CSL3/Chol/DSPE-PEG2000/DOPE)以及不同脂质比的LNPs配方,评估了HPLC- ELSD方法在脂质定量中的适用性,同时发现LNPs中各类脂质在透析纯化后等比例损失了约40 %,这提示纯化步骤后脂质定量的重要性,该方法可以用于优化LNPs的配方和最终质量控制。图3. HPLC-ELSD方法检测到的7种脂类混合标准溶液的色谱图[5]3.2 采用拉曼光谱技术研究脂质纳米颗粒骨架和空间排列脂质纳米颗粒(LNPs)表面电荷的极性和密度能够影响静脉内给药的免疫清除和细胞摄取,从而决定其递送到靶标的效率,有研究人员采用不同配比的带负电荷脂质的抗坏血酸棕榈酸酯(AsP)和磷脂酰胆碱(HSPC)制备了AsP-PC-LNPs。采用DXR拉曼显微镜在50-3500 cm的位移范围内测定AsP/HSPC不同配比(4%,8%和20% w/w)的拉曼光谱。其中在位移1101cm-1和1063 cm-1处峰的强度比(I1101/I1063)和 1101cm-1和1030 cm-1处峰的强度比(I1101/I1030)均表示脂肪链C-C骨架的紊乱程度。由图4和图5可知,当AsP/HSPC比值分别为4%和8%(w/w)时,与仅含HSPC组无显著差异,而当AsP/HSPC比值增加到20%(w/w)时,两组峰强度均比下降,即过量的AsP增强了AsP-PC水合物中的脂肪链排序。在拉曼位移717cm−1处是C-N 的伸缩振动,随着AsP/HSPC比值逐渐增加,超过8%(w/w)时717cm−1处拉曼位移略有红移。当AsP/HSPC比值继续增加到20%(w/w)时,717cm−1处拉曼位移略微蓝移,结果表明低比例的AsP(≤8%,w/w)使极性的HSPC排列略无序和松散,而过量的AsP使极性的HSPC排列有序,进一步验证了拉曼光谱是研究脂质纳米颗粒骨架和空间排列的有力手段。图4 具有不同AsP比例的AsP-PC-LNPs的拉曼光谱图5 不同AsP比例的AsP-PC-LNPs拉曼光谱I1101/I1063和I1101/I1030的强度比4.小结与展望LNPs在疫苗、核酸等基因治疗等生物技术药物研发方面发挥着重要作用,LNPs中各类脂质配方的组成和配比,影响着疫苗等生物技术药物的稳定性、有效性、安全性。因此选择合适的分析技术,建立可行的分析方法,确保疫苗等生物技术药物中LNPs载体质量与稳定性,具有重要意义。参考文献:[1] Verbeke R, Lentacker I, De Smedt S C, et al. Three decades of messenger RNA vaccine development[J]. Nano Today, 2019, 28: 100766.[2] Karam M, Daoud G. mRNA vaccines: Past, present, future[J]. Asian Journal of Pharmaceutical Sciences, 2022, 17(4): 32.[3] Magnusson L E, Risley D S, Koropchak J A. Aerosol-based detectors for liquid chromatography[J]. Journal of Chromatography A, 2015, 1421: 68-81.[4] Fan M, Andrade G F S, Brolo A G. A review on recent advances in the applications of surface-enhanced Raman scattering in analytical chemistry[J]. Analytica chimica acta, 2020, 1097: 1-29.[5] Mousli Y, Brachet M, Chain J L, et al. A rapid and quantitative reversed-phase HPLC-DAD/ELSD method for lipids involved in nanoparticle formulations[J]. Journal of pharmaceutical and biomedical analysis, 2022, 220: 115011.[6] Li L, Wang H, Ye J, Chen Y, et al. Mechanism Study on Nanoparticle Negative Surface Charge Modification by Ascorbyl Palmitate and Its Improvement of Tumor Targeting Ability[J]. Molecules. 2022 27(14):4408.
  • 中国检科院张峰团队融合离子淌度质谱和脂质组学技术发现可表征真菌毒素侵染人类细胞的生物标志物
    近日,中国检科院张峰首席专家团队在毒性快速评价研究领域取得科研新进展,构建了一种基于脂质组学和离子淌度质谱的真菌毒素侵染细胞评价模型。真菌毒素及其次级代谢产物种类繁多,分布广,毒性强,并可通过食物链累积和传递,严重威胁着人类健康。目前,真菌毒素的毒性评价主要采用体内模型和体外模型开展,体内模型评价准确性高,但存在成本高、周期长、基质效应强等问题,且低剂量的真菌毒素往往无法满足动物实验毒性评价的用量要求。体外模型具有条件可控、周期性短等优点,但是开展基于真菌毒素侵染细胞毒性模型评价也有一定的局限性,在低剂量真菌毒素侵染时细胞状态变化不显著,难以进行毒性评价。研究团队将脂质组学技术引入体外毒性评价领域,融合离子淌度质谱技术,筛选出真菌毒素侵染人源细胞的生物标志物,并研究了真菌毒素侵染导致的人源细胞脂质变化规律。经统计学差异分析发现,受伏马毒素B1侵染的HepG2细胞模型生物标记物为神经鞘脂类和甘油磷脂类,受黄曲霉毒素B1侵染的细胞模型生物标记物为甘油糖脂类,受赭曲霉毒素A侵染的细胞模型生物标记物以甘油磷脂类为代表类。检测标志物的含量可以用于评价新型真菌毒素的毒性大小。该方法相比于细胞模型毒性评价实验,具有两大优点:一是方法灵敏度高;二是可通过标志物的定性定量分析,精准评价复合毒素的毒性。相关研究由在读研究生陈兰在导师张峰研究员的指导下完成,得到了陈凤明博士等老师的指导帮助,研究成果发表在分析化学领域国际顶级期刊《Analytical Chemistry》(影响因子6.986)2022, 94, 18, 6719–6727,该工作得到了国家重点研发计划项目,国家高层次人才项目的支持。图1 不同真菌毒素侵染细胞脂质组学生物标记物筛查表1 不同毒素侵染细胞的代表性生物标志物FormulaDescriptionAFB1C41H76O5DG(18:2(9Z,12Z)/20:0/0:0)C51H98O6TG(14:0/16:0/18:0)C59H110O6TG(18:0/18:1(9Z)/20:1(11Z))C61H112O6TG(18:1(9Z)/20:1(11Z)/20:1(11Z))C63H116O6TG(18:1(9Z)/20:1(11Z)/22:1(13Z))FB1C32H65NO3Cer(d18:0/14:0)C34H69NO3Cer(d18:0/16:0)C45H76NO6PPE dO-40:9C45H91N2O6PSM(d18:1/22:0)C47H93N2O6PSM(d18:1/24:1(15Z))DONC37H72O4DG(O-16:0/18:1(9Z))C36H69O8PPA(13:0/20:1(11Z))C39H78NO8PPC(10:0/21:0)C35H30O17Thonningianin BC46H82NO8PPC(16:0/22:5(4Z,7Z,10Z,13Z,16Z))OTAC37H68O4phenolic phthiocerolC36H69O8PPA(13:0/20:1(11Z))C45H76NO6PPE dO-40:9C45H88NO9PPS(O-20:0/19:1(9Z))
  • 质谱成像新科研动态:髓鞘疾病脑脂质体空间分布和组成变化定义
    美国 Abbvie (Cambridge)、Biogen 和 Moderna Therapeutics 生物技术公司*联合在最近一期的 JHC 期刊 (Journal of Histochemistry & Cytochemistry 2019, Vol. 67(3) 203–219) 发表了髓鞘疾病脑脂质体空间分布和组成变化定义的研究论文。本文的主要作者之一李晓萍(音译)是 Biogen 的研究人员,她带领的研究小组使用solariX MALDI 高分辨质谱成像(MALDI-IMS)、免疫组织化学(IHC)和液相色谱-电喷雾-质谱法(LC-ESI-MS)评价由 Shi 和 Cz 小鼠模型构建的髓鞘疾病的脑脂质成分变化。MALDI-IMS 结果显示出磺胺肽和磷脂酰胆碱物质在胼胝体白质区域空间分布减少,而在 Cz 小鼠模型中,这些脂质物种的变化在发病后得到一定程度的自发恢复。通过 IHC 肯定了脂质分布变化和局部形态变化的相关性,同时也被 LC-ESI-MS 分析所验证。这些发现强调了磺胺肽和磷脂酰胆碱物质在维持正常髓鞘结构中的作用。Biogen 的方法为定义髓鞘疾病相关的脂质组成异常提供了形态学基础。*Biogen 是位于马萨诸塞州剑桥的神经科学研究公司, 主要从事重度神经性和神经退行性疾病的发病机理和治疗方法研究,Moderna 和 Abbvie 分别是 mRNA 个体治疗方案和生物医药开发的公司。
  • 瑕瑜团队新成果:基于质谱的脂质异构体分析有助于疾病诊断与靶点发现
    近期,清华大学化学系瑕瑜教授课题组与清华大学药学院尹航教授课题组以及北京清华长庚医院王韫芳研究员团队合作在Angew. Chem. Int. Ed杂志上发表了题为 “sn-1 Specificity of Lysophosphatidylcholine Acyltransferase-1 Revealed by a Mass Spectrometry-based Assay” 的文章。第一作者为清华大学化学系博士生赵雪与梁家琦,通讯作者为瑕瑜教授。该工作首次揭示磷脂酰胆碱酰基转移酶1(LPCAT1)在合成胆碱甘油磷脂 (PC)时对甘油骨架的sn-1位置具有选择性 该选择性与LPACT1在人肝细胞癌组织中的高表达直接导致了sn位置异构体PC 18:1/16: 0的显著升高。以上研究对于发展基于脂质异构体分析的新型疾病诊断与靶点发现具有启示意义。  LPCAT1是细胞内PC的合成通路中脂质重塑过程关键的酶。已有相关研究表明,LPCAT1在多种癌症组织中表达上调并且对饱和或单不饱和的酰基辅酶具有选择性。然而LPCAT1对甘油骨架sn位置的选择性还尚不明确,这主要是由于sn位置异构体难以区分与定量。2019年瑕瑜教授课题组利用PC碳酸氢根加合物([PC+HCO3]-)在串级质谱中碎裂产生的“sn-1 frag.”实现了sn位置异构体的定性与定量(Zhao X, Xia Y, et al. Chemical Science, 2019, 10:10740)。基于此,本工作建立了测定LPCAT的sn位置选择性的LC-MS流程。作者以sn-1 LPC和sn-2 LPC的混合物为底物,LPCAT1过表达的HEK 293T细胞膜碎片作为酶源,加入酰基辅酶,37℃下进行孵育。酶反应产物通过反相液相色谱(RPLC)中分离及质谱检测 其与内标的色谱峰面积比对总的合成产物(sn位置异构体之和)进行定量。继而对酶反应产物的碳酸氢根加合物进行串级质谱分析,通过“sn-1 fragment”的百分比对sn位置异构体进行定量(分析流程如图1)。继而通过建立sn-1 LPC和sn-2 LPC的酶反应动力学曲线,比较动力学常数来确定sn位置选择性。  图1. LC-MS/MS流程用于定量分析LPCAT催化所产生的PC sn位置异构体  鉴于不同分子量的PC分子可以在RPLC中分离,该流程可以同时测定LPCAT1对多种酰基辅酶(如,17:0-CoA, 18:1-CoA和20:4-CoA)的选择性。结果显示LPCAT1对三种酰基辅酶均表现出活性,20:4-CoA的活性最低。当LPCAT1将三种酰基辅酶连接到甘油骨架上时,均选择性的加在了sn-1位置,即只合成了PC 17:0/16:0,PC 18:1/16:0和PC 20:4/16:0。因此,基于图1的LC-MS/MS分析流程,该研究首次明确了LPCAT1对甘油骨架的sn-1位置具有选择性。  已有研究表明LPCAT1在肝细胞癌组织中表达上调。为了探究肝细胞癌中PCsn位置异构体的组成是否会受到LPCAT1对sn-1位置选择性的影响,该工作对人肝细胞癌组织和正常肝组织中PC的sn位置异构体进行LC-MS/MS分析。结果显示PC 18:1/16:0在肝细胞癌组织中显著上升。该工作进一步对常用的肝癌细胞系HepG2中的LPCAT1进行敲降,敲降后PC 18:1/16:0的含量显著下降。这表明肝细胞癌组织中PC 18:1/16:0的含量与LPCAT1对sn-1位置的选择性以及LPCAT1的表达上调直接相关。更重要的是,解吸电喷雾电离质谱(DESI)对PC 18:1/16:0的分布成像与人肝细胞癌组织连续切片的LPCAT1的免疫荧光成像以及H&E染色高度吻合(图2)。因此PC 18:1/16:0可能作为新型生物标志物,用于划分癌变区域和癌旁区域。  图2. 人肝细胞癌组织连续切片H&E染色(a)组织中LPCAT1的免疫荧光成像(b)以及DESI MS2 对PC 16:0_18:1的sn位置异构体分布的成像(c, d)  总的来说,该工作建立了用于测定LPCAT的sn位置选择性的快速、灵敏、高通量的LC-MS/MS分析流程。它深度剖析了组织中sn位置异构体的组成、分布与酶的功能、分布的关系 阐明了脂质异构体作为新型生物标志物用于疾病的诊断与治疗的巨大潜力。不过其他几种LPCAT在连接酰基辅酶时对sn位置选择性还有待进一步研究。
  • 新成果:5小时可创建脂类串联质谱谱库
    通过部分脂类成员的化学结构建立谱库  来自美国和日本的科学家仅仅耗时五个小时就建立了一类新发现的脂质的串联质谱(MS/MS)谱库。一般而言,建立这样一个谱库需要更长的时间,科学家使用了一款新研发的软件缩短了研究时间。这是一款从化学结构推测质谱图的软件工具。  该软件被称为LipidBlast,是由Oliver Fiehn和他的同事们在加州大学研发的。Davis去年在《Nature Methods》杂志发表了一篇论文将此软件首次公开。LipidBlast创建一个特定类别脂质的质谱库的步骤是:首先,分析这类脂质中已知成员的化学结构。然后,使用这些信息来推测具有相似结构的此类物质的其它可能成员。接下来,此软件将部分已知成员的化学结构与之前研究得到的已知成员的串联质谱数据相关联。最后,它利用这些关系来确定含有已推测成员在内的所有其余成员的MS/MS谱图,包括母离子和子离子。一经验证,通过对比实验数据和检索MS/MS谱库,得到的谱库就可以用于鉴别LC-MS/MS分析的生物样品中的这些物质。此软件灵活性很强  由于脂类在串联质谱中容易形成可预知的碎片,所以尤其适合此软件电脑谱库的创建。而且,LipidBlast非常灵活,足以应付推测正、负离子下或不同的外加电压下的MS/MS谱图。在建立谱库时,这种灵活性使得它能够利用40种高或低分辨率质谱仪的谱图,包括三重四极杆质谱仪和傅里叶变换质谱仪。  Fiehn和他的同事利用LipidBlast 建立了一个基本演示MS/MS谱库,包含212,516张谱图,覆盖26种脂类物质的119,200种化合物。这些化合物包括磷脂类、甘油脂类、细菌脂聚糖类和植物糖脂类。他们已经使用这个库来识别了藻类、有鞭毛的原生生物和哺乳动物干细胞中的脂质。能应对低磷水平的脂类家族  最近,Fiehn已将注意力转移到了一类特殊的脂类&minus 葡萄糖醛酸糖脂(glucuronosyldiacylglycerol,GlcADG)。它是近期日本科学家从植物中发现的一种脂类。由于GlcADG可以代替植物细胞膜上的磷脂,所以可以帮助植物应对低磷水平。虽然这种脂类首先在植物中发现,但它也可能出现在细菌、真菌和藻类等其他生物中。  为了与最初发现这类脂质的日本科学家们一起在其它有机体中寻找这类脂质,Fiehn和他的一位同事使用LipidBlast创建了一个GlcADG类的MS/MS质谱库。照例,这需要利用日本科学家先前得到的MS/MS谱图和植物中GlcADG类物质的化学结构,以及相似脂类成员的化学结构。最终的谱库包含15,000 张MS/MS谱图,建成仅耗时5小时。  &ldquo 这项工作不仅有希望通过GlcADG来扩展已知有机体的范围,而且也从另一个方面体现了LipidBlast快速创建MS/MS谱库的能力&rdquo ,Fiehn说。他们还开发了应用于新型脂类的免费模板,用来鼓励其他研究人员使用这款软件。  编译:郭浩楠
  • 中科院遗传发育所税光厚团队发表单细胞脂质组学综述文章
    2023年2月,中科院遗传发育所、中科脂典的相关研究人员在《Trends in Analytical Chemistry》(IF: 14.9)上发表了题为“Embracing Lipidomics at Single-cell Resolution: Promises and Pitfalls”的综述文章,总结了单细胞脂质组学当前的技术进展和瓶颈,讨论了在单细胞水平分析脂质的独特技术挑战(特别是准确的脂质鉴定和定量的重要性),并例举了单细胞脂质组学在生物学和临床医学中的潜在应用。(中科院遗传发育所王泽华博士和曹明君博士为本文的第一作者,中科院遗传发育所税光厚研究员和中科脂典技术总监Sin Man Lam博士为本文的共同通讯作者。)  1、引言  脂质作为细胞膜和细胞内细胞器(如脂滴)的主要组成部分,发挥着一系列复杂的生物物理、能量储存和信号传导功能,这些功能是细胞机制正常运转的基础。脂质代谢失调涉及多种主要疾病,包括糖尿病、心血管疾病、代谢相关性脂肪肝(MAFLD)、癌症、神经退行性疾病、传染病等。近几十年来,随着脂质组学的蓬勃发展以及分析工具/技术的改进,脂质的结构和生物学复杂性才开始被解开。  质谱(MS)是广泛用于脂质组学领域的主要分析技术,相对于其它方法,它具有更高的灵敏度、更大的选择性、更强的稳定性和更高的特异性。质谱仪的快速发展,伴随着软件和数据库的进步,使得来自不同生物样本的各种生物液体(血浆、血清、尿液、唾液、泪液、痰等)、组织和亚细胞器中的脂质能够以前所未有的分辨率进行表征。脂质组覆盖范围的扩大极大地促进了疾病生物标志物的识别、表型验证以及假设的产生,并在脂质数据分析中提出了可能的系统方法,包括功能脂质模块的构建和脂质通路分析。  脂质组学的典型工作流程和应用  经典的脂质组学给出了构成生物样本的不同细胞群的“平均”图谱,这通常需要一个器官的代表性组织样本,使得最终构建的图谱能够反映一般的生物状态。然而,取一个有代表性的组织切片,忽略了脂质的空间分布,而脂质的空间分布往往具有重要的生物学意义。例如,该研究团队先前对金线鲃属洞穴鱼和地表鱼全脑切片的定量脂质组学研究发现,洞穴鱼中的硫苷脂(髓鞘的主要脂质成分)普遍减少。基质辅助激光解吸电离(MALDI)质谱成像(MSI)进一步揭示了洞穴鱼硫苷脂缺失的区域与中缝5-羟色胺能神经元的位置相对应。因此,金线鲃个体大脑脂质的空间分布图谱有助于证明5-羟色胺能神经元的脱髓鞘是洞穴鱼攻击性行为丧失的基础。  随着光学成像和细胞内电生理学的技术创新,人们得以在单细胞分辨率下深入研究组织的生物结构,细胞异质性的普遍性变得明显起来。单个细胞与邻近细胞以及它们的原生微环境动态地相互作用和交流,最终影响由不同的单细胞脂质组(和代谢组)所反映的细胞内生物化学状态。事实上,早期组学的单细胞革命揭示了细胞异质性在无数生物环境中的普遍性。例如,单细胞蛋白质组学揭示了循环系统中肿瘤细胞表面蛋白在单细胞水平的异质表达,这些蛋白预测了对药物治疗的不同细胞反应,而随着疾病的进展,患者体内这些相同蛋白的平均表达并不能确定真正的治疗效果。在这篇综述中,作者讨论了单细胞水平的脂质组学革命如何从早期的组学开始,揭示细胞内以脂质为中心的见解,以及其潜在的应用和独特的技术挑战。  2、单细胞脂质组学的新兴技术  与单细胞基因组学和单细胞转录组学相比,单细胞脂质组学(和代谢组学)提供了最接近实际表型的数据信息。脂质组学与代谢组学的区别主要在于其关注非极性疏水代谢物,这些代谢物需要不同的提取和分析方案(例如需要不同的溶剂系统)。与信号可以扩增数百万倍的单细胞转录组学不同,高灵敏度对于单细胞脂质组学至关重要。此外,脂质在细胞内和细胞外的不同作用使细胞脂质组具有动态性和多功能性,这需要在采样时极度谨慎和快速,以便收集的细胞能够反映其原始状态。  2.1 单细胞的取样  经典脂质组学侧重于批量分析,以最小化组内的异质性,而单细胞脂质组学则侧重细胞间的差异。因此,收集技术应努力保持细胞异质性,并尽量减少来自邻近细胞和细胞外基质的污染。许多现有的样品处理或细胞分离策略可以扩展到单细胞脂质组学的采样中,包括膜片钳、微量移液、流式细胞荧光分选(FACS)和微流控单细胞阵列等。这些采样技术有其独特的优势和技术瓶颈,应根据组织或细胞类型的性质以及要解决的生物学问题逐案考虑选择。例如,倾向于成团粘附和/或对操纵敏感的细胞在采样过程中可能表现出较高的细胞死亡率,这会混淆数据并导致生物学错误解读。通常,非粘附细胞,如循环中的各种类型的血细胞,更易于进行高通量单细胞处理。组织的细胞外基质(ECM)的组成以及细胞分布各不相同,因此需要获得单分散细胞的优化方案,例如机械切割、酶解或这些方法的组合。特别是,与正常组织相比,病变组织(例如纤维化组织)可能具有明显不同的解离动力学,因此,优化分离方法以确保收集单分散、完整和有活力的细胞用于单细胞脂质组分析是非常重要的。  膜片钳通常用于研究神经元、肌肉纤维和心肌细胞等易兴奋细胞,其优势是在相对原生状态下对细胞进行采样,通常来自新鲜的组织切片。然而,在膜片钳辅助的单细胞脂质组学分析中,在不破坏细胞膜的情况下分离完整的细胞是特别具有挑战性的。例如,使用膜片钳从灌注的小鼠大脑切片中捕获单个神经元细胞体不能完全保存轴突和相关终端的完整性,这可能会影响所得到的单个神经元脂质组数据。考虑到质膜是单细胞脂质组的重要组成部分,在单细胞分离过程中对质膜的损伤对单细胞脂质组分析尤为不利。此外,细胞损伤可能触发膜修复过程,这改变了原生细胞脂质组的特征,并混淆了下游分析。  如果谨慎操作,精密微量移液管可以获得完整的细胞,但它的低通量低且相对耗时,因此更适合于感兴趣的稀有细胞类型的取样。  FACS可将具有不同表型的单个细胞(由特定蛋白质(抗体)的荧光强度定义)排序到用户预定义的特定血管和缓冲液中,以实现相对高通量的单细胞分离,该方法错误率较低(低于1/100),且细胞质膜通常保持完整。FACS的一个主要缺点是需要大量的细胞(超过10,000个),因此不适合分离数量少的稀有细胞类型。悬浮细胞的要求也意味着细胞在采集样品之前不处于其原始状态,单个细胞的空间位置丢失。如果使用非质膜荧光标记物来标记细胞,则需要验证瞬时孔形成对特定质膜脂质和细胞内代谢产物的影响。  微流控装置包括使用阀门、油滴或纳米管对单个细胞进行微型分隔。基于液滴的策略可能不适合单细胞脂质组学,如果单个细胞的包封是在油滴中完成的,这干扰了下游的脂质分析。油包裹的水滴为下游单细胞脂质组学提供了更好的选择,但是在去除油相期间需要谨慎,以获得相对清洁的液滴内细胞提取物用于下游分析。虽然微流控芯片的处理量高,对原料数量的要求较低,但其后的样本处理通常是在现场进行,这限制了 MS 在选择脂质提取方案进行下游分析时的灵活性。此外,有效的脂质提取需要使用有机溶剂,例如氯仿和甲基叔丁基醚(MTBE) ,这些溶剂与大部分用于制造纳米芯片的塑料材料不太相容。  基于探针的电喷雾电离(ESI)也经常用于单细胞采样,这涉及使用直径足够小的探针尖端以插入单细胞(~3-9μm)。提取溶剂连续输送以进行原位代谢物提取,随后将提取物引导到质谱仪中进行直接分析。然而,这种取样策略不能确保每个细胞的完整质膜被输送到下游分析。质膜包括全细胞中一半的磷脂和90%的总胆固醇和鞘磷脂含量,基于探针的采样可能会导致单细胞脂质组学的大量信号损失。  与限制脂质提取程序选择的微流控芯片和基于探针的取样相比,激光捕获显微切割在为下游分析选择样品处理方案方面有更高的灵活性。微解剖的单细胞的空间信息被保留。然而,该方法事先必需用福尔马林或乙醇固定细胞,以确保在显微切割过程中划定单细胞边界时的形态清晰度,而在此过程中脂质和小分子代谢物会大量丢失。此外,即使事先固定,整个细胞的完整性也往往得不到保留,这也使得这种技术不太适合收集单细胞用于下游的脂质组学研究。  无论采用何种细胞采集策略,采集后都应立即对分离的单个细胞进行淬灭和灭活,以停止酶活性并尽量减少细胞脂质的人为改变。    单细胞脂质组学技术  2.2 单细胞脂质的获取  拉曼光谱具有非破坏性和非侵入性的优点,允许进行原位分析,在捕获单个细胞在其自然状态下的脂质方面具有优势,但其无法在分子水平上破译精确的脂质结构,这大大限制了其脂质覆盖范围。而MS由于在区分脂质异构体方面的卓越灵敏度和特异性,已成为单细胞脂质组学中的主要分析技术。除了结构解析,基于MS的方法还允许检查单个细胞内的空间和亚细胞脂质定位,如通过C60二次离子质谱(SIMS)分析海蜗牛Aplysia单个神经元上脂质的异质性分布。尽管与 MALDI-MS 相比,SIMS 的灵敏度较低,但其能够获得亚微米的横向分辨率,由于探针尺寸的限制,其横向分辨率限制在10μm。利用簇离子源的SIMS技术还具有更柔和的电离动力学,有助于检测完整形态的脂质,空间分辨率通常在100nm至1µm之间。  在各种基于MS的技术中,MSI方法在取样细胞的原生微环境方面具有选择性优势,并能保留对生物推断有用的空间信息。目前已经开发了图像引导的单细胞器MALDI-MSI,用以比较来自Aplysia的致密核心囊泡和透明囊泡中脂质含量差异。尽管 MALDI-MSI 具有诸多优点,但是它存在共采样的缺点,即从相邻的细胞产生混淆信号。一些脂质对 MS 扫描过程中可能出现的环境干扰很敏感,通常需要至少一个小时或更长时间才能完成组织切片的检查。此外,MALDI-MSI 单细胞分析也容易因离子抑制而降低灵敏度。最后,精确的脂质定量仍然是 MSI 方法中的一个主要技术挑战,因为同位素内标与内源性脂质均匀混合以进行标准化在技术上是具有挑战性的。  荧光成像在灵敏度以及空间/时间分辨率方面优于基于MS的方法,使其在单细胞成像中具有潜在的用途。然而,基于荧光的技术在单细胞脂质组学中的应用受到其脂质组覆盖范围的限制。在自然界中很少有脂质和小分子代谢物表现出自身荧光,这就需要使用荧光探针。与基于MS的方法不同,亲脂性染料通常可以标记特定的某一类脂质,但无法区分同一类脂质中具有不同酰基链组成的单个脂质种类,或不同的脂质异构体。另一方面,脂质的荧光标记极大地改变了脂质的生化性质,如有些脂质被优先分配到不同的膜微区中,而与荧光基团是在头基还是酰基链上引入无关。因此,目前的脂质荧光染料缺乏特异性,这限制了荧光光学成像在单细胞脂质组学中的更广泛应用。  虽然单细胞取样和基于质谱的技术革新已经实现了单细胞脂质组学分析的可能性,但仍存在一些技术瓶颈,包括:脂质覆盖面相对较窄(通常只有不到一百个具有高置信度的脂质) 缺乏准确的结构鉴定 缺乏可靠的定量数据 以及对单细胞水平的分析可重复性验证不足。为了解决这些技术瓶颈并推动该领域的发展,必须采用新技术来更好地描述细胞的异质性,并以更高的精度和更大的定量准确性来阐明其生物学意义。  3、单细胞脂质组学的技术瓶颈  3.1 迫切需要高覆盖率、准确的识别和定量测量  单细胞脂质组学的一个最终目标是构建单个细胞的精确脂质组图谱,以揭示细胞间的差异。即使在对大量的生物样本进行研究的经典的脂质组学中,与转录组水平的变化相比,具有生物学意义的脂质水平的定量变化通常较小。这使得准确的定量对于解读单细胞水平上微妙但有意义的脂质变化尤为重要。单细胞脂质组学的定量也具有相当大的挑战性,因为脂质的内源丰度会有很大的变化。一个细胞中内源性脂质的高动态范围意味着,在一个特定的样品浓度下,不是所有的脂质都能落入质谱检测器的线性范围。虽然这在大部分脂质组学中通常通过在另一个样品浓度下的额外进样检测来解决,但这又为单细胞脂质组学增加了另一个难度,因为来自单细胞的样品材料数量往往是有限的。内源性脂质丰度的巨大差异也需要色谱系统从其内源性丰富的对应物中有效分离微量脂质,以尽量减少离子抑制,提高次要脂质物种的敏感性,并扩大分析物的覆盖范围。重要的是,为了在单细胞脂质组学中进行准确的脂质定量,应加入稳定的同位素内标。如果没有适当的内标来归一化内源性信号,校正来自不同类别的脂质或携带不同酰基链的同一类别脂质的离子响应变化,产生的单细胞脂质组数据很容易出现错误。  基因组几乎整个区域都可以测序和注释,而仅基于MS/MS数据却很难最大限度地确定高置信度的脂质结构。这一瓶颈部分是由于自然界中脂质结构异构体的广泛存在,其中一些异构体在缺乏专门的预处理(如化学衍生)的情况下很难分离。例如,单个TAG的甘油主链被酯化为三个脂肪酰基链,从而为每个分子式产生无数脂肪酰基链组合。此外,不同脂质类别的结构异构物可能会使脂质鉴定过程更加复杂,例如双(单酰基甘油)磷酸酯(BMP)和磷脂酰甘油(PG),以及半乳糖神经酰胺(GalCer)和葡萄糖神经酰胺(GluCer)等。幸运的是,这些结构异构体中的一些物质在色谱上是可区分的。因此,适当的前期色谱分离的应用极大地促进了某些脂质结构异构体的准确识别和定量,从而实现了更大的脂质覆盖。  虽然脂质组学是组学家族中一个较年轻的分支,但在过去二十年中,它的发展速度很快。基于常规高效或超高效液相色谱(流速为100-1000μL/min)并结合质谱(HPLC/UPLC-MS)的各种经典脂质组学方法已被开发用于多种生物样品。近年来,基于微流量(流速为10-100μL/min)的LC-MS方法获得了更高的灵敏度,并能够以更少的起始材料(例如≈20-1000个细胞)实现全面的脂质代谢。可以想象,通过减小柱直径和流速进一步缩小色谱分离的规模可以提高分析物浓度,从而提高检测灵敏度。因此,基于纳米流(即流速1μL/min)的超灵敏脂质组学方法有望在单个细胞内实现亚微米级的脂质检测和定量。然而,迄今为止报道的纳米流方法的脂质覆盖率仍然相对较低,通常只覆盖一到两个主要类别的脂质,如PCs、PEs和/或TAGs,或者没有适当的结构标识。仅基于一级质谱分析的分子式水平的结构鉴定会导致不准确和低灵敏度,这极大地影响了单细胞脂质组学的分析范围和质量。因此,在单细胞脂质组学能够在基础生物学和转化医学中发挥更大作用之前,通过精确的结构鉴定和精确的定量分析来扩大脂质的有效分析范围是必不可少的。离子迁移率-质谱仪在脂质鉴定中的应用将碰撞截面(CCS)引入到脂类鉴定中,增加了m/z、保留时间和MS/MS谱图上的另一个维度的信息,有望增强单细胞脂质结构鉴定的可信度。  目前,单细胞脂质组学方法大多是低通量的,因此,与早期的单细胞组学研究相比,通常分析的细胞种类要少得多。鉴于与基因组/转录组相比,细胞脂质组的生物学动态范围要大得多,因此,在单细胞脂质组学实现更大速度和更高容量分析之前,建立健全可重复的方法、设定正确的技术基准和构建可靠的单细胞参考脂质组数据库至关重要。    基于LC-MS的单细胞脂质组学的不同模式  3.2 数据分析  正确分析大型数据集是从各种组学技术中收集有用的生物学见解的先决条件。由于单细胞脂质组学仅处于发展的早期阶段,尚未建立系统的数据分析体系。针对海量数据定制的方法通常不直接适用于单细胞数据。这是因为大量数据分析中的分布假设经常不成立,原因是单细胞数据集拥有更高的噪声和稀疏度,存在固有的额外异质性。目前,单细胞脂质组学的出现在某种程度上加剧了在分析和解释脂质组学数据方面的瓶颈。鉴于目前在单细胞脂质组学中脂质覆盖方面的局限性,在单细胞脂组学分析中收集生物学相关的途径改变之前,需要在单细胞脂肪组学的采集和数据分析方面进行长期努力。  4、单细胞脂质组学的生物学和转化前景  在过去的十年里,由于分析化学的技术创新和各种组学技术的出现,生物化学从传统的系综测量转向单分子测量。传统的集合分析可能导致静态异质性,当分子集合包含在观察期内保持稳定或变化不够快的亚群体时,就会出现这种异质性,从而导致“没有明显变化”的误导性结论。生物事件的平均分析数据不会捕捉到与整体行为不同的分子。同样,在任何细胞群体中,细胞间的差异总是不同程度的存在,基于整个群体的批量测量不能完全描述单个细胞的完整表型。通过在种群和单细胞水平上同时进行表型分析,可以破译潜在的有意义的生物学偏差,从而为很多生物学问题提供新的研究方向。  4.1 发育与细胞谱系追踪  多细胞生物体从一个受精卵发育成一个由不同细胞类型和器官系统组成的复杂组织,整个过程被记录在细胞谱系树中,它概述了在发展成多细胞生物体的过程中,从单个母细胞到其不同分支后代的细胞转换。目前已经开发了各种工具来构建单个生物体的细胞谱系树,但大多局限于绘制有限数量的克隆种群。细胞谱系树对于科学家解开生命的错综复杂的工程,以及加深我们对生物体发育、器官生成以及疾病进展和发病的理解非常重要。通过拼凑生物体内单个细胞的发育轨迹,单细胞谱系追踪以前所未有的细节捕捉到整个发育过程中不同的细胞命运,这扩展了我们对细胞分化机制、细胞异质性以及细胞间发育潜力差异的理解。  考虑到生物体的单个细胞携带着由DNA编码的相同的遗传物质,人们通常认为不同的细胞命运是由单个细胞中基因在空间和时间上的差异表达决定的。虽然乍一看,与单细胞转录组学相比,单细胞脂质组学与单细胞谱系追踪的相关性可能不那么直观,但许多科学证据阐明了脂质代谢在决定细胞命运中的作用。例如,脂肪酸氧化产生的乙酰COA是组蛋白乙酰化的前体,组蛋白乙酰化改变染色质结构,从而调节DNA对转录机制的可及性。在不对称细胞分裂过程中,脂筏(富含胆固醇的膜微域)的不对称遗传也被认为是胶质母细胞瘤子细胞不同治疗耐药的基础。真皮成纤维细胞中存在由不同种类的鞘磷脂组成的不同的脂类构型,这触发了不同的转录程序,进而驱动细胞间异质性的不同细胞状态的建立(例如,纤维形成或增殖)。因此,单细胞脂质组学可以增加另一个维度的有用信息,以识别不同细胞命运的分子控制。  4.2 了解肿瘤异质性  构成肿瘤块的细胞是异质性的,在基因表达、细胞代谢、运动性、增殖率以及转移潜能方面具有不同的形态和表型特征。这种现象被称为肿瘤内异质性,它延伸到不同的肿瘤(即肿瘤间异质性),可由遗传和非遗传因素共同引起。肿瘤的异质性可能在一定程度上解释了为什么癌症在临床上仍然难以攻克。研究肿瘤的异质性,特别是增殖能力和转移的来源,将有助于确定新的治疗靶点,以及指导免疫治疗和药物筛选。细胞间脂质代谢的差异对各种癌症的生长和预后有重要影响,如单个胰腺导管肾上腺癌细胞的脂质组学分析观察到胰腺癌特异性脂质代谢失调,这可能是由于介导脂质合成的关键酶ATP柠檬酸裂解酶表达减少所致。单细胞脂组学在加深我们对肿瘤异质性的理解方面有很大的希望。  4.3 剖析对疾病的免疫反应  除癌症外,传染病和新陈代谢疾病也是对公众健康的主要威胁。哺乳动物的免疫系统保护宿主免受各种病原体的入侵。构成宿主免疫系统的免疫细胞表现出巨大的细胞多样性,可以根据各种刺激进行动态调整。例如,对不同严重程度的新冠肺炎患者的单个外周血单核细胞进行scRNA-seq检测,发现存在一种具有增殖和代谢活性的自然杀伤细胞亚群,其代谢活动与疾病的严重程度呈正相关。有趣的是,这一亚群的自然杀伤细胞显示出神经鞘脂代谢的增强,这突显了单细胞脂质组学从以脂质为中心的角度阐明单个免疫细胞对新冠肺炎感染的差异反应的潜力。除感染性疾病外,对从人胰岛分离的单个细胞的scRNA-seq分析表明,在1型糖尿病患者中存在免疫耐受的胰腺导管细胞亚群。这一导管细胞亚群的转录特征类似于耐受性树突状细胞(即缺乏CD80和CD86),导致免疫耐受和抗原呈递时的T细胞抑制。值得注意的是,单细胞分析显示胰腺β-细胞的基因特征与抗谷氨酸脱羧酶(GAD)滴度相关。与GAD水平相关的基因通路富集丰富分析包括许多脂代谢途径,如鞘磷脂代谢和磷脂酰肌醇信号系统。虽然在这些研究中没有进行单细胞脂质组学,但上述结果强调了单细胞中的脂代谢对于破译不同疾病背景下宿主免疫反应的代谢基础的重要性。    单细胞脂质组学的应用  结束语  单细胞脂质组学的发展仍处于起步阶段,我们相信随着该领域的发展,将会有更多的生物学和临床应用。技术突破彻底改变了我们研究生物学的方式,其标志是从整体分析过渡到专注于单分子和单细胞。随着我们以更高的分辨率检查生物结构,细微的差异被揭示出来,这可能会为新的研究方向铺平道路,从而为生物学和临床医学中长期存在的问题提供独特的见解。
  • 精选案例汇总 | MST在植物抗逆机制研究上的应用
    MST案例汇总 植物生长会受到各种复杂多变的逆境条件胁迫,包括干旱、盐碱和低温等。在长期的系统发育过程中,植物也逐渐形成适应、抵抗和忍耐的抗逆性,植物抗逆性机制为当前研究的热点,今天小编带大家来了解一下,微量热泳动(MicroScale Thermophoresis, MST)互作技术在植物适应逆境的机制研究的应用。01高温胁迫_蛋白&蛋白互作Chen, Si‐Ting, et al. "Identification of core subunits of photosystem II as action sites of HSP 21, which is activated by the GUN 5‐mediated retrograde pathway in Arabidopsis." The Plant Journal 89.6 (2017): 1106-1118.前人研究发现位于叶绿体的热休克蛋白21(HSP21)能够保护光系统II复合体 (PSII),使其免受细胞内热和氧化应激,但其作用的分子机制尚不清楚。中科院植物生理生态研究所郭房庆研究团队发现,热应激下拟南芥HSP21被GUN5依赖的逆向信号通路激活,并直接结合其核心亚基D1和D2蛋白来稳定PSII。 组成性表达HSP21可以恢复热胁迫下PSII 的热敏稳定性和gun5突变体的功能缺失,表明HSP21是热胁迫条件下维持类囊体膜系统完整性的关键伴侣蛋白。研究人员借助MST技术直接在接近天然状态下的裂解液中检测了HSP21蛋白与PS II核心亚基D1和D2蛋白之间的亲和力。图注:MST技术检测HSP21和植物裂解液中D1/D2结合植物内某些蛋白较难纯化或者纯化后活性受影响,利用MST技术,可直接在植物裂解液内进行亲和力检测,无需纯化。在本次实验中,作者裂解表达35S::D1-eYFP或35S::D2-eYFP的转基因植物,直接向裂解液中加入梯度稀释的纯化HSP21蛋白,检测得到HSP21与D1/D2的亲和力Kd分别为0.67μM和1.32μM.02低温胁迫_蛋白&离子Ding, Yanglin, et al. "CPK28-NLP7 module integrates cold-induced Ca2+ signal and transcriptional reprogramming in Arabidopsis." Science Advances 8.26 (2022): eabn7901.寒冷的环境中会触发植物细胞质Ca2+的激增,导致植物的转录重编程。然而,Ca2+信号是如何被感知和传递到下游的低温信号通路仍然是未知的。中国农业大学杨淑华课题组研究发现,钙依赖性蛋白激酶28 (CPK28)启动了一个磷酸化级联,从而作用于低温诱导Ca2+信号下游的转录重编程。这项研究阐明了一种先前未知的机制,揭示了植物从质膜到细胞核的快速感知和转导低温信号的关键策略。研究中,作者通过MST实验检测到CPK28可直接与Ca2+结合。CPK28 EF-hand位点突变蛋白CPK28EFm与Ca2+亲和力降低了6倍,证明了EF-hand对结合Ca2+非常重要。图示:MST技术检测CPK28/CPK28EFm与Ca2+的亲和力03淹水胁迫_蛋白&离子Lehmann, Julian, et al. "Acidosis-induced activation of anion channel SLAH3 in the flooding-related stress response of Arabidopsis." Current Biology 31.16 (2021): 3575-3585.淹水胁迫导致厌氧菌引发的胞质酸中毒,使植物细胞感知酸性并通过膜去极化传递这种信号的分子机制尚不清晰。德国维尔茨堡大学研究表明,拟南芥根中酸中毒诱导的阴离子流出依赖于阴离子通道AtSLAH3,细胞质子浓度的增加使SLAH3从无功能二聚体转变为活性单体形式,激活了阴离子通道。研究发现硝酸盐对于pH依赖的通道激活至关重要,并通过MST技术研究SLAH3与NO3-的结合。图示:(左) 淹水相关胁迫响应中酸中毒诱导的阴离子通道SLAH3的激活(右) MST技术检测不同PH下SLAH3与NO3-亲和力作者表达SLAH3-GFP融合蛋白作为荧光信号源,无需其他标记。在pH6.5下检测到SLAH3与NO3-相互作用的Kd为120±50 mM。在pH为7.3时,SLAH3仍与NO3-结合,但亲和力降低了60%,表明SLAH3与阴离子的结合依赖于pH。04干旱胁迫_蛋白和磷脂分子Yang, Yongqing, et al. "Phosphatidylinositol 3-phosphate regulates SCAB1-mediated F-actin reorganization during stomatal closure in Arabidopsis."The Plant Cell 34.1 (2022): 477-494.为了应对干旱胁迫,植物关闭气孔以减少叶片蒸腾水分的损失。气孔运动受信号分子磷脂酰肌醇三磷酸(PI3P)的调控。然而,这一过程的分子机制尚不清楚。中国农业大学郭岩研究组研究表明,拟南芥气孔关闭过程中,PI3P通过与植物特异性肌动蛋白结合蛋白 (SCAB1) 结合,抑制其寡聚,从而调节气孔关闭期间保卫细胞中F-肌动蛋白稳定性和重排。为了检测SCAB1蛋白是否可与PI3P结合,作者进行MST实验,结果显示二者具有非常强的亲和力,解离常数Kd为4.5±0.09 pmol。为了确定具体结合位点,作者将PI3P motifs RXLR-dEER进行突变,MST结果显示,三重突变蛋白不能与PI3P结合。综合其他实验,最终证明,SCAB1的4个RXLR motifs均具有PI3P结合能力,且至少需要2个RXLR才能与PI3P结合。图示:MST检测SCAB1与PI3P的亲和力05氧化胁迫_蛋白&离子Zhou, Xin-Tong, et al. "Ectopic expression of SsPETE2, a plastocyanin from Suaeda salsa, improves plant tolerance to oxidative stress." Plant science 268 (2018): 1-10.质体蓝素(Plastocyanin)是一种I型含铜蛋白,存在于叶绿体类囊体中,越来越多的证据表明,植物质体蓝素参与了铜的稳态调节,但其生理相关性仍不明确。中科院微生物所夏桂先和仲乃琴团队发现了一个来自盐生碱蓬的质体蓝素基因(SsPETE2)具有抗氧化功能,该基因与铜螯合活性有关。作者通过MST实验发现SsPETE2可与铜离子结合,进而缓解H2O2的形成。此外,与过表达AtPETEs的植物相比,表达SsPETE2的植物对氧化胁迫表现出更强的耐受性,MST结果显示,SsPETE2比AtPETEs具有更强的铜结合活性。图示:MST检测SsPETE2、AtPETE1和AtPETE2与Cu2+的亲和力。总 结 在抗逆机制研究中,常常涉及到蛋白和小分子,甚至是与离子的互作。MST技术在进行互作亲和力检测时,不依赖于分子量的变化,因此,即使是几十个道尔顿的离子和蛋白的亲和力也可以轻松胜任。此外,MST亲和力检测范围宽(pM-mM),可研究不同强度亲和力的互作,是植物抗逆研究中的一件利器。新品Monolith X分子互作检测仪-即将面世点击图片-参与新品发布会
  • 中科院化学所成功研制高分辨宽带和频振动光谱仪
    p  高分辨宽带和频振动光谱(high-resolution broadband sum frequency generation vibrational spectroscopy, HR-BB-SFG-VS)是研究界面分子间相互作用的前沿光谱技术。最近,中科院化学所分子反应动力学国家重点实验室在国家自然科学基金委重大仪器研制项目的支持下,成功研制了具有亚波数分辨( 1cm-1)的界面和频振动光谱系统。/pp  本仪器最终测试指标达到或优于最初的设计参数。其飞秒红外脉冲的半高宽大于250波数,可一次性覆盖400波数以上的红外区间,光谱分辨率达到0.4个波数,优于国际上已报道的同类型设备参数,比传统飞秒宽带和频光谱10-20波数的光谱分辨率有极大的提高。本仪器可用于测量气液界面、气固界面、超分子手性界面、生物膜界面的分子振动光谱、分子取向结构和动力学。/pp  鞘脂类分子是细胞质膜的重要组成部分。Ca2+与鞘磷脂的相互作用一直是生命科学中备受关注的研究课题。研究人员使用研制成功的高分辨宽带和频振动光谱研究了气/液界面Ca2+对鞘磷脂(egg sphingomyelin, ESM)单分子膜的结构和取向的影响,提出了Ca2+与ESM相互作用的分子机理(图1),为深入理解神经细胞信号传导的分子机理及生物体内电解质对神经传导影响的机制提供了实验依据。本工作是世界上首次用高分辨宽带和频振动光谱研究磷脂体系,展示了该技术研究复杂体系的能力。相关研究成果近期发表在Biophysical Journal, Volume 112, Issue 10,2017, p2173–2183上,被编辑推荐为Featured Article。/pp style="text-align: center"img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201706/insimg/0429659b-5694-4f57-ad4a-87772b8249f3.jpg" title="W020170619545828640231.jpg"//pp  图1 高分辨和频光谱实物图(a),高分辨和频振动光谱研究钙离子与鞘磷脂相互作用(b),钙离子与鞘磷脂之间相互作用机理图(c)。/p
  • 中科院化学所成功研制高分辨宽带和频振动光谱仪
    p  高分辨宽带和频振动光谱(high-resolution broadband sum frequency generation vibrational spectroscopy, HR-BB-SFG-VS)是研究界面分子间相互作用的前沿光谱技术。最近,中国科学院化学研究所分子反应动力学国家重点实验室在国家自然科学基金委重大仪器研制项目的支持下,成功研制了具有亚波数分辨( 1cm-1)的界面和频振动光谱系统。br//pp  该仪器最终测试指标达到或优于最初的设计参数。其飞秒红外脉冲的半高宽大于250波数,可一次性覆盖400波数以上的红外区间,光谱分辨率达到0.4个波数,优于国际上已报道的同类型设备参数,比传统飞秒宽带和频光谱10-20波数的光谱分辨率有极大的提高。该仪器可用于测量气液界面、气固界面、超分子手性界面、生物膜界面的分子振动光谱、分子取向结构和动力学。/pp  鞘脂类分子是细胞质膜的重要组成部分。Ca2+与鞘磷脂的相互作用一直是生命科学中备受关注的研究课题。研究人员使用研制成功的高分辨宽带和频振动光谱研究了气/液界面Ca2+对鞘磷脂(egg sphingomyelin, ESM)单分子膜的结构和取向的影响,提出了Ca2+与ESM相互作用的分子机理(如图),为深入理解神经细胞信号传导的分子机理及生物体内电解质对神经传导影响的机制提供了实验依据。该工作是世界上首次用高分辨宽带和频振动光谱研究磷脂体系,展示了该技术研究复杂体系的能力。相关研究成果近期发表在Biophysical Journal, Volume 112, Issue 10,2017, p2173–2183上,被编辑推荐为Featured Article。/pp  a href="http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0006349517304423" target="_self" title=""文章链接/a/pp style="text-align: center "img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201708/noimg/c1e862e8-8e40-49ba-92ca-cdac16d2566b.jpg" title="1.jpg"//pp  图:高分辨和频光谱实物图(a),高分辨和频振动光谱研究钙离子与鞘磷脂相互作用(b),钙离子与鞘磷脂之间相互作用机理图(c)。/ppbr//p
  • 质谱技术在靶向蛋白组学及脂质结构分析研究进展
    p style="text-align: justify "  美国威斯康星大学麦迪逊分校的李灵军教授在《美国质谱学会杂志》上发表了题为" Faces of Mass Spectrometry”的文章。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "strong进展1:/strong/pp  本月,李教授的团队在分析化学杂志上发表了一篇文章“HOTMAQ: A Multiplexed Absolute Quantification Method for Targeted Proteomics”。/pp style="text-align: center "img title="1111111.webp.jpg" alt="1111111.webp.jpg" src="https://img1.17img.cn/17img/images/201902/uepic/04527389-10d7-4d2c-9392-40078abb0c71.jpg"//pp style="text-align: justify "  靶向蛋白组学中的绝对定量研究由于复杂背景下的低特异性、有限的分析通量及广泛的动态范围等诸多因素而具有挑战性。为解决这些问题,其课题组开发了一个混合offset-triggered多路复用绝对量化(HOTMAQ)方法。此方法结合了具有成本效益的质量差异和等压标签,能够在MS1前体扫描中同步构建内部标准曲线,在MS2水平上实时识别多肽,并在同步前体选择(SPS)-MS3光谱中对目标蛋白进行质量偏移触发的精确定量。这种方法将目标定量蛋白质组学的分析通量提高了12倍。采用HOTMAQ策略对临床前阿尔茨海默病候选蛋白生物标志物进行高精度验证。HOTMAQ的高通量和定量性能,加上样品的灵活性,使其广泛应用于靶向肽组学、蛋白质组学和磷蛋白组学的研究中。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "strong进展2:/strong/pp style="text-align: justify "  清华大学欧阳证和瑕瑜教授与普渡大学学者共同在《自然通讯》上发表“Online photochemical derivatization enables comprehensive mass spectrometric analyses of unsaturated phospholipid isomers” 文章。/pp style="text-align: center "img width="600" height="304" title="22222222.webp.jpg" style="width: 600px height: 304px " alt="22222222.webp.jpg" src="https://img1.17img.cn/17img/images/201902/uepic/f219c925-a096-478e-a956-d221f5b56fbd.jpg" border="0" vspace="0"//pp style="text-align: justify "  质谱技术是脂质结构分析的主要工具,但如何在不饱和脂质中有效定位碳碳双键(C=C)以区分C=C位异构体仍是一个难题。本文通过Paterno-Buchi反应与液相色谱-串联质谱联用在线C=C衍生化,开发了大型的脂质分析平台。这为脂质C=C位异构体提供了丰富的信息,揭示了牛肝脏中200多种不饱和甘油磷脂的C=C位,鉴定出55组C=C位异构体。通过对乳腺癌患者和2型糖尿病患者血浆样本的分析,其课题组发现C=C同分异构体的比例受个体丰度的影响较小,这说明同分异构体比例可能用于脂类生物标志物的发现。/pp /p
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