脂质组学

✎ 脂质的功能 

脂质主要具有如下功能:作为细胞膜的骨架物质;贮存能量;参与细胞的许多重要功能,如作为信号分子。在医学方面,人类许多重大疾病都与脂质代谢紊乱有关,如阿兹海默症、肥胖、糖尿病、动脉粥样硬化以及一些传染病等。在植物中,脂质参与光合作用、气孔运动、信号转导、细胞分泌、小泡运输和细胞骨架重组等过程。

作为代谢组学的重要分支之一,脂质组学是从系统水平上研究生物体内脂质的组成和含量变化,揭示其相互作用及与其他生物分子的作用,从而研究脂质代谢调控在各种生命现象中作用机制的一门新学科。



服务简介


脂质是一类难溶于水而易溶于非极性溶剂的生物有机分子。主要包括非极性脂质(包括胆固醇、胆固醇酯和甘油三酯)、极性脂质(包括磷脂类、鞘脂类和糖脂类)和脂质代谢物(指脂质合成或水解过程中产生的物质, 它们中许多是具有生理活性的第二信使物)。根据 LIPID MAPS 最新分类,从化学结构和生物合成的角度将脂质分为8大类,即:脂肪酰类(fatty acyls)、甘油脂类(glycerolipids)、甘油磷脂类(glycerol-phospholipids) 、鞘脂类(sphingolipids)、固醇脂类(sterollipids)、孕烯醇酮脂类(prenolipids)、糖脂类(saccharo-lipids)、多聚乙烯类(polyketides)。



应用方向


表型组和生理功能研究;

临床早期预测、诊疗研究;

病理学研究;

药理研究;

中医现代化和理论研究;

食品科学、安和营养学研究;

畜牧业和农林业研究;

植物学和环境研究;

毒理学研究。



脂质研究的方法


生物质谱技术是目前脂质组学研究的核心工具,基于质谱技术的脂质组分析策略主要为液相色谱-质谱联用技术。液相色谱-质谱联用技术策略是利用(超)高效液相色谱分离技术首先对不同种类的的脂质进行分离,然后再进行质谱定性定量分析。按照质谱仪器的种类,主要分为高分辨率质谱和串联四极杆质谱两大类。前者主要对脂质分子的分子量进行精确测定(通常达到数个 ppm 的精确度)并辅助二级质谱碎片信息得到脂质种类、侧链组成和定量信息,主要用于非靶向脂质组学分析,有助于发现新的脂质成分。后者主要利用(多)母离子扫描(PIS)、中性丢失扫描(NLS)和多反应监测(MRM)等技术获得脂质的结构信息的定量信息,主要用于靶向脂质组学(半)定量分析。

PS:脂质研究另外还有一种“shotgun(鸟枪法)”。其技术策略通常是不需要经过色谱分离,而采用直接进样(direct infusion)法对脂质提取物进行分析鉴定。其原理主要是源内分离(intrasource separation),即根据脂质分子在不同pH值条件下带电倾向的差异,通过调整样品的pH值,改变脂质分子的离子化倾向,并结合ESI正、负离子检测模式的切换,达到离子化过程中分开检测不同脂质分子的目的,最后利用串联质谱技术进行分析鉴定和定量。



谱领脂质组学服务平台

01 
脂质定量

   超高效液相-串联质谱(Agilent 1290-6470 UHPLC-MS/MS)


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低至亚飞克级的检测限能更清晰的信号和更低的噪音,从而灵敏度更高。安捷伦喷射流技术采用超热氮气改善离子生成与脱溶剂,可对产物离子的高效采集和传输筛查、确证和定量。触发式多反应监测(tMRM)结合了快速、灵敏的 MRM 定量分析与产物离子谱图,可高质量的脂质筛查、确证和定量。



PS:针对多种脂质进行相对定量,也可以根据选择使用Thermo Scientific Q Exactive™平台。

谱领脂质组靶向检测范围

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02 
脂质差异筛选

   超高效液相-组合型四极杆 Orbitrap 质谱仪(Thermo Scientific Q Exactive™)


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快速可靠地识别、定量和确认更多化合物。 本 UHPLC-HRMS 系统将四极杆母离子选择性与高分辨率和准确质量数(HRAM)Orbitrap 检测相结合,提供出色性能和多功能性。Q Exactive 质谱仪特别适用于非目标或目标化合物筛查,能够实现广泛的定性和定量应用。
谱领生物自建了数千种脂质数据库,结合脂质理论库,商业库,能够对于几万种脂质进行结构鉴定。




脂质定性示例

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服务优势


谱领生物脂质组学服务,利用脂质理论库、商业库等多达数十万种脂质信息,再检索相关文献,并结合自建的包含一千多种脂质的自建库,进行软件辅助,人工手动的方式进行脂质鉴定分析,较常规方法,无论脂质类型、数量还是准确度都极大提升。 

经过反复实验,谱领生物最终优化完成的样本制备方法可以一次性在最大程度检测到大多数脂质的类型,包括:磷脂酰胆碱(PC)、溶血卵磷脂(LPC)、磷脂酰乙醇胺(PE)、溶血磷脂酰乙醇胺(LPE)、磷脂酰肌醇(PI)、磷脂酸(PA)、 醚键相连的磷脂类(EtherPC 等)、鞘磷脂 (SM)、神经酰胺 (CER)、己糖基神经酰胺(HEXCER)、甘油三酯 (TAG)、甘油 二酯(DAG)、单甘油酯(MAG)、胆固醇酯(CE)、游离脂肪酸(FA)、脂酰肉碱(AC)等。



文献案例


  • Yan BP, Chu H, Yuen KY, etal. Characterization of the lipidomic profile of human Coronavirus-infected cells: implications for lipid metabolism remodeling upon Coronavirus replication. Viruses, 2019. 





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