二氮杂萘酮

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。

截止目前，针对疫情相关人群做新冠肺炎筛查时，主要采用鼻咽拭子核酸检测，原因是方便快捷，适合大规模筛查。但是，对于一些无症状感染者或轻症感染者来说，感染后病情恢复得很快，可能3至5天咽部核酸就检测不到了。通过研究发现，一部分感染者粪便或肛拭子核酸阳性的持续时间比上呼吸道持续时间更长。因此，增加肛拭子等复杂样本的核酸检测能够提高感染者检出率，减少漏诊。日前，湖南省疾控研究人员对已经确诊的3例新型冠状病毒肺炎患者不同时间的全血、尿液、粪便标本同时进行qPCR和Naica数字PCR（cd-PCR）的核酸检测，并比较了两种方法检测各类样本中2019-nCoV的差异性，提出改进2019-nCoV核酸检测的综合策略，为核酸检测阴性患者提供更多诊断支持。本实验中数字PCR在病例发病早、中、晚期标本中均能检测到阳性微滴，而qPCR漏检了发病小于5天的标本，检测到的阳性核酸均以中晚期为主。这也解释了受检测方法灵敏度的局限性，目前大部分假阴性患者都处于疾病发展的早期。此外，在本次实验中数字PCR在重症病例的三种标本中均测到阳性微滴，但因为血、尿和可疑粪便的标本病毒载量偏低，qPCR检测均为阴性。总之，数字PCR技术可以有效克服qPCR灵敏度不足的难题，捕捉到病毒载量较低的血液、尿液和可疑的粪便或肛拭子标本，是qPCR的有益补充，为帮助临床医生准确判断早期感染及患者是否真正痊愈起到了积极的作用，对2019-nCoV的长期监控有重要的意义。Naica数字PCR技术进行新冠病毒检测，依托高灵敏度、全封闭、判读快捷等优势，可应用于以下场景：1. 低浓度样本检测，如ct值37个循环的样本，ct值为零的高危密接样本，排除假阴性结果；2. 医院样本的准确复核；3. 出院标准的确证；4. 阳性病人的出院后定期跟踪检测；5.取样困难病人的复杂样本检测：血浆、粪便、尿液等；6.捐献库、样本库、血库中样本新冠筛查；7.群采检测和单采群检，提高日检测能力，筛选灵敏度高。新冠相关文章：• 文献速递｜湖南省疾控两篇连发Naica™ 数字PCR系统检测精子/全血/尿液/粪便中的 新冠病毒SARS-CoV-2• 数字PCR方法高灵敏度群体检测新冠病毒解决方案：基于Naica自动化数字PCR系统• 深蓝云生物最新三通道高灵敏全封闭数字PCR检测新冠病毒整套方案• Naica数字PCR系统解决方案抗击Covid-19，可靠检测SARS-CoV-2病毒同时获得病毒载量

法国Stilla Technologies公司开发的—款多重PCR专用预混液：naica® multiplex PCR MIX（见表1），专用于naica® 六通道微滴芯片数字PCR系统的多重检测。并对naica® multiplex PCR MIX的多重检测性能进行了详细评估。当面对有限的样本量时，可保证多重数字PCR检测的灵敏度和准确性；在复杂背景基因存在的情况下，依然能精确检出低丰度的目的基因。★ naica® multiplex PCR MIX在naica® 六通道微滴芯片数字PCR上进行6个靶标的同步准确定量采用0.2~13000cp/ul的DNA样品，使用10X naica® multiplex PCR MIX在naica® 六通道微滴芯片数字PCR系统上进行6个靶标的线性范围分析，结果显示6个靶标的R2均＞0.99，说明在naica® 六通道微滴芯片数字PCR系统上，能够可靠地实现6靶标同步准确定量（图1)。与2X和5X浓度的数字PCR预混液(dPCR Mixes)相比，10X浓度的数字PCR预混液体积加入量降低了50％至80％，最大限度地提高样品加入量。尤其是在检测低浓度样品或稀有靶标时，样品加入量的增加可提高检测灵敏度。▲ 图1：使用naica® multiplex PCR MIX在naica® 六通道微滴芯片数字PCR上进行6个靶标的线性分析，分别在蓝色、青色、绿色、黄色、红色和红外线6个通道进行检测。每个稀释点的DNA浓度分别为：0.2、1.5、8.0、50、320、2050和13000 cp/ul，每个稀释度进行3次重复。结果显示6个靶标的R2均大于0.99，说明所有靶标的结果都高度真实可靠。★ 在复杂的背景基因下，对低丰度目的基因进行精确定量数字PCR的—个重要技术优势是能够在存在多个靶标扩增的情况下检测到低浓度靶标。为了评估naica® multiplex PCR MIX的稳定性。使用同一个目标DNA模板的不同浓度系列稀释液（0.2~ 13000 cp/uL)进行检测，同时其中掺入5种外部靶标模板（每个靶标的浓度为3000 cp/ul)。在不同测试条件下，结果均呈现良好的线性关系（图2A和2C)。这些结果与同一DNA 靶点在不同浓度下单独检测以及在不添加外部靶标的情况下获得的结果具有可比性（图2B和2D）。▲ 图2：使用naica® multiplex PCR MIX的扩增结果真实可靠。将pUC18质粒（图A和B)和pUC57质粒（图C和D)的13000至0.2 cp/ul的系列稀释液在5个外部扩增靶标背景下（每个靶标为3000 cp/ul(A,C)）和在不含外部靶标(B,D)的情况下进行定量检测，3次重复。线性拟合系数 R20.99，表明在不考虑多重背景的情况下，对所有靶标的测定结果都是真实可靠的。5个外部靶标的相对标准偏差保持在2.3％至3.1% (n=21)，显示出极好的重复性。★ naica® multiplex PCR MIX应用亮点☑ 实现数字PCR方法多重检测的高度稳定性和高检测灵敏度；☑ 可在naica® 六通道微滴芯片数字PCR系统的动态范围内同时定量检测6个独立的DNA靶标，均具有良好线性关系；☑ 5X和10X的数字PCR预混液，提高了naica® 六通道微滴芯片数字PCR系统高阶多重检测能力；☑ 10X PCR MIX比5X PCR MIX降低50％的体积用量，从而增加DNA的加入量。在检测低浓度样品或稀有靶标时，样本加入量的增加可提高检测灵敏度。表1 naica® multiplex PCR MIX货号及规格naica® 六通道微滴芯片数字PCR系统法国Stilla Technologies公司naica® 六通道微滴芯片数字PCR系统，源于Crystal微滴芯片式数字PCR技术，自动化微滴生成和扩增，每个样本孔可实现6荧光通道的检测，智能化识别微滴并进行质控，3小时内即可获得至少6个靶标基因的绝对拷贝数浓度。