ZenoTOF 7600系統(tǒng)在代謝組學(xué)和脂質(zhì)組學(xué)中的應(yīng)用

ZenoTOF™ 7600系統(tǒng)：揭開脂質(zhì)結(jié)構(gòu)神秘面紗，提供組學(xué)研究精確視角

代謝組學(xué)和脂質(zhì)組學(xué)已越來越成為生命科學(xué)研究的關(guān)鍵手段，然而脂質(zhì)分子的精準(zhǔn)結(jié)構(gòu)闡釋、低豐度代謝物的準(zhǔn)確定性和定量，依然存在挑戰(zhàn)。

以花生四烯酸為例，其學(xué)名為二十碳四烯酸，屬Omega6族長鏈多元不飽和脂肪酸，這種具有四個(gè)雙鍵的20碳脂肪酸于1909年由 Percival Hartley 從哺乳動物組織中首次被分離并鑒定出來。這是在色譜法或任何光譜方法（MS、紅外、UV 或 NMR）出現(xiàn)之前完成的。1913年，根據(jù)其與眾所周知的花生酸 (C20:0) 的關(guān)系，提出了花生四烯酸這一名稱。直到 1940 年，四個(gè)雙鍵的位置才被定義為 20 個(gè)碳鏈的 5,8,11,14。1961 年報(bào)道了全合成，最后，雙鍵的構(gòu)型被確認(rèn)為all cis-5,8,11,14。花生四烯酸的結(jié)構(gòu)確證歷經(jīng)約50年，幾代研究者從碳鏈的長度，雙鍵的位置，化學(xué)合成等方面對花生四烯酸進(jìn)行了完整的研究。其中四個(gè)雙鍵的位置經(jīng)歷了幾位科學(xué)家共同努力才得以確證，其艱難曲折的過程證明了確定雙鍵位置是一個(gè)重大的難題和挑戰(zhàn)。假如當(dāng)時(shí)有質(zhì)譜技術(shù)這些研究將變得簡單，SCIEX ZenoTOF™ 7600系統(tǒng)電子活化解離（EAD）技術(shù)可以在一次實(shí)驗(yàn)中完成脂質(zhì)的完整表征，包括鑒定脂質(zhì)的端基、區(qū)域異構(gòu)、順/反異構(gòu)、骨架、雙鍵等，提供脂質(zhì)組學(xué)深度研究的精確視角，同時(shí)Zeno™ Trap（Zeno 阱）功能使發(fā)現(xiàn)更低含量的代謝物成為可能。
 
 
ZenoTOF™ 7600系統(tǒng)的電子活化解離技術(shù)用于甘油三酯化合物的深度研究
 
質(zhì)譜作為脂質(zhì)組學(xué)最重要的研究手段之一，在脂質(zhì)雙鍵異構(gòu)體的鑒定方面卻面臨著極大的挑戰(zhàn)。這主要是因?yàn)樵趥鹘y(tǒng)的脂質(zhì)組學(xué)質(zhì)譜分析中，所采用的碰撞誘導(dǎo)解離技術(shù) (CID)，無法使目標(biāo)物在C=C鍵處斷裂產(chǎn)生與其位置相關(guān)的特征離子。ZenoTOF™ 7600系統(tǒng)的電子活化解離技術(shù) (EAD) 可以在單鍵處斷裂，雙鍵處不斷裂，直觀的幫助我們判斷出雙鍵位置，同時(shí)這種碎裂模式得到豐度的碎片信息，獲得更多脂質(zhì)結(jié)構(gòu)診斷信息，可以判斷脂質(zhì)類別，每條脂肪酸鏈信息和雙鍵位置，很適用于脂質(zhì)化合物和脂質(zhì)組學(xué)的深度研究。本文使用ZenoTOF™ 7600系統(tǒng)對甘油三酯類化合物進(jìn)行深度結(jié)構(gòu)解析，一針進(jìn)樣即可快速得到頭基、特征診斷離子、脂肪酸鏈和雙鍵位置信息，鑒定甘油三酯化合物。

 
 
SCIEX ZenoTOF™ 7600系統(tǒng)的電子活化解離技術(shù)用于脂質(zhì)化合物的深度研究
 

本文使用ZenoTOF™ 7600系統(tǒng)的電子活化解離技術(shù)對脂質(zhì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行解析，方法具有以下特點(diǎn)：

1.可以一針進(jìn)樣得到脂質(zhì)豐富的碎片信息，可以得到頭部基團(tuán)、脂質(zhì)骨架、特征診斷離子、脂肪酸鏈和雙鍵位置信息，準(zhǔn)確的鑒定出脂質(zhì)化合物。

2.對于CID技術(shù)得到的頭部基團(tuán)信息一致，需要耗時(shí)去區(qū)分的兩大類脂質(zhì)磷脂酰膽堿（PC）和鞘磷脂（SM），可以直接通過EAD技術(shù)得到的二級質(zhì)譜圖判斷。

3.可優(yōu)化的電子動能（Electron KE）和電子流（Electron beam current）可以得到更豐富和質(zhì)量好的二級碎片，Zeno™ trap的阱集功能可以使得即使很低的碎片依舊可以得到，更準(zhǔn)確的判斷化合物結(jié)構(gòu)。
 
 
 
SCIEX ZenoTOF™ 7600系統(tǒng)Zeno Trap功能在代謝組學(xué)分析中的應(yīng)用
 
Zeno Trap在代謝組學(xué)中的應(yīng)用特點(diǎn)：

1.定量實(shí)驗(yàn)，提高M(jìn)RMHR（高分辨多重反應(yīng)監(jiān)測）定量靈敏度；

2.定性實(shí)驗(yàn)，提高數(shù)據(jù)庫匹配的置信度；特別是對低含量化合物，也能獲得優(yōu)異的數(shù)據(jù)庫匹配；

3.大隊(duì)列實(shí)驗(yàn)中，配合130 Hz (5 ms/ scan)快速掃描速度，保證化合物的覆蓋率和MS/MS譜圖質(zhì)量的前提下，至少可以縮減一半的樣品運(yùn)行時(shí)間。
 

 
 
參考文獻(xiàn)：
Martin, Sarah A., Alan R. Brash, and Robert C. Murphy. "The discovery and early structural studies of arachidonic acid." Journal of lipid research 57.7 (2016): 1126-1132.
 
 

SCIEX 2021年度高分辨質(zhì)譜新品ZenoTOF™ 7600 系統(tǒng)，榮獲“2021 ANTOP最受好評的多重碎裂高分辨質(zhì)譜創(chuàng)新獎

高分辨質(zhì)譜ZenoTOF™ 7600系統(tǒng)
 

Zeno trap和EAD作為 MS/MS 靈敏度和碎裂技術(shù)的階段性飛躍的強(qiáng)大組合。 它們共同提供了獲取所需的關(guān)鍵 MS/MS 信息的能力：表征大分子，包括翻譯后修飾；闡明小分子和脂質(zhì)的位置異構(gòu)體。ZenoTOF™ 7600系統(tǒng)的主要性能突破：

改善QTOF MS/MS 占空比問題
    ➤ >90% 的離子注入 TOF
    ➤ 使用 Zeno trap技術(shù)可將靈敏度提高約 5-20 倍
    ➤ 鑒定和定量低豐度離子

所有分子類型的可調(diào)碎裂
    ➤采用可控能量的電子活化解離 (EAD)

MS/MS 掃描速率高達(dá)133 Hz
    ➤改進(jìn)的 數(shù)據(jù)依賴型采集DDA 和高分辨率 MRMHR
 

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