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脂质化合物不仅是生物膜的主要组成成分,而且还在信号识别与传递、细胞发育和分化,以及细胞凋亡等诸多生命过程中都起着重要的作用。此外,脂质代谢和功能变化对细胞的生理功能和生命体的病理性紊乱也有重要影响;脂质的异常代谢与心脏病、糖尿病、神经退行性疾病以及肿瘤的都发生密切相关。 随着人们对脂质化合物研究的深入,研究人员于2003年提出了脂质组学(Lipidomics)的概念,它是通过系统全面分析细胞、组织中的脂质以及与其相互作用的分子,进而揭示其在生命活动过程中对信号传导、膜的构建、调控转录和翻译的影响,最终阐明脂质及其代谢与细胞、器官和机体的生理、病理之间的关系的一门分支科学。脂质组学概念一经提出,很快引起国际学术界的广泛关注,现已成为代谢组学中最为活跃的研究领域之一。 高效、高灵敏和高通量的脂质化合物分析方法是脂质组学研究所必不可少的,但现有的分析方法仍不能满足脂质组学发展的要求,存在分离能力有限、检测灵敏度低等问题。针对上述问题,本论文在实验室已有工作的基础上,改进了仪器接口设计,构建了新的装置,发展的新的正相/反相二维液相色谱-质谱联用(NP/RP2D LC-MS)分析方法,可为脂质组学研究提供高效、可靠、实用的分析平台;同时发展了超高效液相色谱-质谱联用(UPLC-MS)方法,可实现几类目标脂质化合物的高通量分析。论文主要内容如下: 一、基于十通阀的NP/RP2D LC接口装置的构建及应用(第二、三章) 在前期六通阀接口的基础上,构建了采用真空溶剂蒸发机理的基于十通阀的NP/RP2D LC接口。对该接口体系的条件进行了全面的优化,对包括水浴的温度、定量环的内径、第一维流动相流速以及真空缓冲体系对回收率的影响进行了探讨。新型接口通过独有的添加细管的设计,减小了峰展宽,提高了接口的回收率和重复性。最终对八种脂类化合物均得到了超过90%的回收率,保留时间以及峰面积的重复性令人满意。该体系的建立实现了第一维不停流的NP/RP2D LC-MS分析,从而为建立更高灵敏度、更高准确性、更高分析效率的2D LC-MS方法打下了基础。 利用新建立的装置,采用已有的2D LC-MS方法,对腹膜透析病人血浆中的磷脂谱进行了分析,共检测出190种脂类分子。并对容量负荷以及容量超负荷腹膜透析病人血浆中的磷脂类化合物进行了对比,发现了30种磷脂类化合物的含量发生了显著变化,这一结果对容量超负荷引起营养不良的机制研究具有重要的意义。 二、基于2D LC-MS技术的脂质组学分析方法的建立及应用(第四、五章) 采用新的装置建立了同时检测脂肪酸类、甘油脂类、甘油磷脂类和鞘脂类化合物等四大类型脂类化合物的NP/RP2D LC-MS方法,实现了对人血浆中四大类型17种不同类别的脂类化合物的全面分离分析。该方法灵敏度高,重复性好,适用于复杂生物样品的全面脂质谱分析。 利用此方法对人血浆中的脂质类化合物进行了分析,最终检测出共555种脂类化合物。并分别对动脉粥样硬化病人与肝癌病人血浆中的脂类化合物进行脂质组学研究,发现了一些含量明显变化的脂质类化合物,为动脉粥样硬化与肝癌的诊断与治疗提供了有价值的信息。 三、基于UPLC-MS技术的鞘脂组学的快速检测方法(第六章) 建立了针对鞘脂类化合物的UPLC-MS方法。该方法灵敏度高,分析速度快。利用此方法对20例糖尿病伴随动脉粥样硬化、19例单纯糖尿病、19例正常人血浆的鞘脂类化合物进行了分析,发现了12种潜在生物标志物。