脂质组

在刚结束的2024 ASMS上，沃特世发布了代谢组学和脂质组学全新软件MARS和Lipostar 2。MARS和Lipostar 2具有完备的组学工作流程，丰富了使用者分析组学数据的体验，提高了组学数据处理的工作效率。 图1.工作流程。 关键特性 可处理大部分主流品牌仪器采集的数据 LCHRMS非靶向、半靶向、靶向代谢/脂质组学以及空间代谢/脂质组学数据处理 正离子数据、负离子数据同时导入合并处理，合并共有特征 多种归一化方法，包括LOESS方法 数据库管理模块，通过基于规则或导入MS/MS实验数据，生成MS/MS数据库，包括HMDB，MassBank(北美)，Lipidmap等开源数据库；植物组学数据库(29,000化合物)，暴露组学数据库(28,000化合物） 灵活的特征注释方法，包括：▷ 谱图匹配注释方法 ▷ 基于脂质类别特定碎片识别的高通量自底向上的注释方法 ▷ 氧化物脂质的高通量注释 使用减少缺失值的空白填充算法 各种图形可视化和细化鉴定结果 各种多元统计分析工具 代谢物通路映射富集分析工具 处理离子淌度数据并使用CCS值注释特征 按照化合物类别选择并浏览数据 药物/外源物质代谢产物鉴定功能软件界面浏览 图2.正负离子数据合并处理。 图3.多维度，按化合物类别浏览化合物在样本中的分布。图4.按照疾病模型进行通路富集。 如需软件试用，请发送您的“单位名称、姓名、手机号、邮箱、地址”信息到xu_bai@waters.com，我们将尽快与您联系！ 6月26日，沃特世将于北京举行 “逐极而质|沃特世代谢组学与脂质组学研讨会 — 暨Xevo MRT新产品发布会”，并同时开启线上直播。扫描下方二维码即可报名参加，届时可近距离深度了解这款集高分辨率、高灵敏度和快速的数据采集速率于一体的新品高分辨质谱，期待与您在云端相见！ △扫码立即报名

由国际脂质组学学会委托清华大学深圳国际研究生院、深圳医学科学院及深圳清华大学研究院主办，清谱科技（苏州）有限公司协办的《第三届国际脂质组学学会会议暨深圳医科院结构脂质组学研讨会》（The 3rd International Lipidomics Society Conference & SMART Symposium on Structural Lipidomics）将于2024 年 10 月 24 日至 27 日（周四—周日） 在中国深圳召开。会议内容涉及脂质组学技术、脂质生物学和应用的最新发展。会议程序包括：大会特邀报告、口头报告、墙报展讲、专题研讨会等。会议还将组织脂质组学领域的知名厂商开展相关产品展示与技术交流。本次大会将在清华大学深圳国际研究生院举办，会期为 4 天，预计将有 300 余名脂质组学学术界以及产业界代表参加。会议地点中国深圳市南山区清华大学深圳国际研究生院国际一期会议日程安排日期时间活动10月24日8:00-18:30会议报到13:30-14:30会议开幕式14:00-16:00短时报告会16:30-17:30专题研讨会117:30-18:30专题研讨会（清谱科技）18:30-晚餐10月25日8:30-17:00会议报到8:30-10:00主题报告会1： 脂质功能10:30-12:00主题报告会2：脂质组学在健康和疾病领域中的应用12:00-14:00午餐 & 海报、展商交流会14:00-15:00主题报告会3：脂质代谢15:00-16:00主题报告会4：食品脂质组学16:30-17:15大会报告117:30-18:30专题研讨会218:30晚餐10月26日8:30-10:00主题报告会5：用于脂质分析的异构体解析质谱方法10:30-12:00主题报告会6：脂质组学新技术（I）12:00-14:00午餐 & 海报、展商交流会14:00-15:00主题报告会7：脂质组学新技术（II）15:00-16:00主题报告会8：脂质成像16:30-17:15大会报告217:30-18:30专题研讨会318:30-晚宴10月27日8:30-10:00主题报告会9：脂质定量10:30-11:50主题报告会10：脂质组学数据分析12:00-13:00午餐 & 展商交流会13:30-15:30主题报告会11：脂质膜和膜蛋白16:00-16:45大会报告316:45-17:15颁奖典礼及会议闭幕式会议注册及缴费1. 注册参会参会代表请访问注册链接：https://ilsconf.org/2024-registration-payment ，在网站上注册，获取用户名和密码，再登录会议注册系统填写参会信息。2. 注册费参会代表需缴纳会议注册费，2024年9月15日前享受优惠注册收费标准；2024年9月15日后注册为正常收费标准。详细标准如下：注册费金额（人民币）金额（美金）金额（人民币）金额（美金）常规代表￥2,800$380￥4,000$550ILS 会员￥2,000$280￥3,200$440学生￥1,600$220￥2,400$330ILS 学生会员￥1,200$150￥2,000$280缴纳注册费方法：登录会议注册系统，选择Registration，按照指示填写信息后点击提交，之后使用银联/支付宝/微信进行线上支付。会议住宿10月正值深圳旅游旺季，请各位参会代表尽早自行预订会议期间住宿，可通过电话及邮件预订。大会推荐酒店：序号酒店名称酒店地址协议价（元）预订方式1博林天瑞喜来登酒店广东省深圳市南山区留仙大道4088号豪华大床房 1000（45m² ）单早豪华双床房 1000（45m² ）单早Grace Yang电话：+86-13923841909邮箱：grace.yang@sheraton.com2丽枫酒店（大学城地铁站店）广东省深圳市南山区平山一路大园工业区云谷二期1栋大床房 328（15m² ）含早双床房 348（20m² ）含早翁经理电话：+86-139027910993维也纳国际好眠酒店（塘朗地铁站）广东省深圳市南山区留仙大道地铁运营大厦大床房/双床房 468元（均为35m² ）含早孟经理电话：+86-18676782368邮箱：22962372@qq.com4维也纳酒店（大学城店）广东省深圳市南山区桃源街道平山村平山一路49号豪华房（大床/双床，均30m² ）448元含早商务房（大床/双床，均30m² ）478元含早项经理电话：+86-13923430842邮箱：2781244855@qq.com5深圳璟峯酒店 (西丽大学城店)广东省深圳市南山区留仙大道4168号众冠时代广场B座豪华大床房（32m² ）388元无早/428元单早/468元双早豪华双床房（32m² ）428元无早/508元双早邓经理电话：+86-13530884964邮箱：744757463@qq.com特别说明：1、预订时，需要说明“国际脂质组学学会会议暨深圳医科院结构脂质组学研讨会/ILS Conference & SMART Symposium on Structural Lipidomics”入住，才可享受协议价。2、由于上述酒店均含早餐，会务组不单独负责早餐。若代表自行选择了其他住宿酒店，请留意可能需要自行负责早餐。3、住宿发票统一由酒店开具，如需发票，请各位代表住店或离店时自行与酒店前台联系。4、房间数量有限，以预定时酒店安排为准，请参会代表提前预订。关键时间节点优惠注册费缴纳截止日期：2024年9月15日更多会议信息将会在官方网站（https://ilsconf.org/）更新，敬请关注。会务及联系方式会务组负责人及会议咨询：吕延 联系电话 13260471616江兆玲 联系电话 13166020016会务组邮箱地址：conference@purspec.cn 赞助厂商:赞助招商相关事宜，委托协办单位清谱科技（苏州）有限公司负责：吴俊函 联系电话：17801050084 邮箱地址：junhan.wu@purspec.cn清华大学深圳国际研究生院2024年8月30日

安捷伦科技成功举办2013年系列脂质组学及代谢组学研讨会 生物学的复杂性一直是研究人员通过组学方法寻找答案的强大阻力，虽然基因组学、转录组学、蛋白组学、代谢组学在工业界和学术界中应用广泛，但由于组学实验中通常产生高水平噪音，所以这些单独进行的实验往往缺乏统计学意义，难以揭示出有价值的相关性结果。 安捷伦公司凭借其横跨四大组学（基因组学、转录组学、蛋白组学和代谢组学）领域的全面分析产品，能够提供完整的多组学分析解决方案，在众多生命科学公司中独树一帜。 2013年6月初，安捷伦公司分别在上海和北京成功举办脂质组学及代谢组学研讨会，基于多组学平台的系统生物学解决方案研讨会，侧重分享安捷伦在脂质组学和代谢组学等领域的最新技术和应用进展。特邀全球脂质组学领域的领军科学家新加坡国立大学的Prof. Markus R. Wenk以及来自安捷伦公司的首席科学家Prof. Rudolf Grimm、应用支持部资深工程师冉小蓉博士、资深工程师余翀天博士、应用支持部曹喆经理、自动化解决方案业务经理梁冬博士与参会专家交流先进思想和技术，分享成功案例，展示领先的研究者们如何应用安捷伦系统生物学解决方案来回答多组学方法等领域的问题。本次研讨会吸引了来自中科院、知名医院、高校及研究机构的专家前来参会，并与演讲嘉宾进行积极热烈的讨论。 （图为：Prof. Markus R. Wenk演讲现场） （图为：Prof. Rudolf Grimm演讲现场） 作为世界领先的脂质组学/代谢组学解决方案的供应商，安捷伦公司积极参与了6月3日-4日由中国科学院上海生命科学研究院主办的2013多不饱和脂肪酸与代谢国际研讨会，与国内及国际相关领域专家学者汇报了&ldquo 安捷伦最新生物信息学软件及其在代谢组学的应用&rdquo 的演讲以及展示了相关产品，技术和应用。新加坡国立大学的Prof. Markus R. Wenk也作为特邀国际学者嘉宾做了精彩的大会演讲报告。 （图为：Prof. Markus R. Wenk在2013年多不饱和脂肪酸会议演讲现场） 关于安捷伦科技 安捷伦科技公司（NYSE：A）是全球领先的测试测量公司，同时也是化学分析、生命科学、诊断、电子和通信领域的技术领导者。公司拥有 20,500 名员工，遍及全球 100 多个国家，为客户提供卓越服务。在 2012财年，安捷伦的净收入达到 69亿美元。如欲了解关于安捷伦的详细信息，请访问www.agilent.com。 有关安捷伦代谢组学解决方案，请登录： http://www.chem.agilent.com/zh-cn/solutions/metabolomics/pages/default.aspx 有关安捷伦蛋白质组学解决方案，请登录： http://www.chem.agilent.com/zh-cn/solutions/proteomics/pages/default.aspx 有关安捷伦基因解决方案，请登录： https://www.chem.agilent.com/store/Login.aspx?ReturnUrl=%2fzh-cn%2fsolutions%2fgenomics%2fpages%2fdefault.aspx 有关安捷伦自动化解决方案，请登录： http://www.chem.agilent.com/zh-cn/Products/Instruments/automation/Pages/default.aspx 订阅Access Agilent电子刊物，请登录: www.agilent.com/chem/accessagilent:cn

囊括900多个内源性物质的CCS（碰撞截面积）数据库，提高分析人员对非目标性生物标志物鉴定的信心沃特世公司（纽约证券交易所代码：WAT）近日针对基于离子淌度质谱技术的科学研究推出了全新的代谢组学与脂质组学分析数据库。此数据库囊括了900多个化合物的碰撞截面（CCS）测得值，CCS值体现了测量气态离子的三维构象，为确认生物标志物的结构提供了另一个参数。此外，数据库中还包括600个化合物MS/MS质谱图，用于生物标志物的结构确认。 这一全新的数据库目前已经整合至沃特世公司独有的软件平台UNIFI科学信息系统中，该平台兼具仪器控制、数据分析、可视化以及色谱和质谱结果管理功能。此外，该数据库还可与Progenesis QI软件联合使用。沃特世已经在美国质谱协会（ASMS）第64届年会上隆重介绍了这款全新的数据库。 借助全新的CCS数据库，科学家们可以通过离子淌度分离技术准确鉴定复杂样品基质中的生物标志物。CCS值是一项精确的离子物理化学性质，与气态离子的大小、形状和所带电荷有关。在样品量有限且样品高度复杂的非靶向代谢组学与脂质组学研究中，研究人员可利用数据库中的CCS值确认不同样品组中表现出显著统计差异的内源性代谢物和脂质的鉴定结果。 沃特世组学解决方案高级市场开发经理David Heywood表示：“代谢组学与脂类组学是生物标志物发现和转化研究的关键技术，无论我们是需要通过鉴定目标内源性生物标志物进行功效研究，或者需要了解疾病进展，这些技术都在研究中占据着重要的位置。在非靶向代谢组学与脂质组学研究中，研究人员需要尽可能多地获取基本生物学信息，因此离子淌度质谱技术必不可少。离子淌度技术可提高总体色谱峰容量，而CCS值则能够帮助研究人员更加有信心地对特定代谢物进行准确鉴定。” 适用于UNIFI的代谢组学与脂质组学分析CCS数据库可与Vion IMS QTof和SYNAPT G2-Si HDMS系统配合使用，使高分辨淌度质谱的使用更加简单方便。 高分辨淌度质谱技术则能够与Progenesis? QI软件配合使用，可以帮助从事生物标志物鉴定的研究人员在代谢组学与脂质组学中获得稳定可靠的鉴定结果。 更多信息：http://www.waters.com/clarity 关于沃特世公司（www.waters.com）沃特世公司（纽约证券交易所代码：WAT）专注于为实验室相关机构开发和生产先进的分析和材料科学技术。50多年来，公司开发出一系列分离科学、实验室信息管理、质谱分析和热分析技术。 ###Waters、UNIFI、Progenesis、Vion、SYNAPT和HDMS是沃特世公司的商标。

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。

“精准分析”我们的成功故事系列写在前面的话“精准分析，量化释能”——我们的成功故事系列栏目，是SCIEX帮助科学家们分享有意义的科学发现和研究成果的科普平台。我们期待让更多的人感受到科学和“质谱”的力量，“让质谱改变每个人的生活”始终是SCIEX最美好的愿景。SCIEX非常荣幸能够参与到这一系列有趣的科学发现过程中，客户成功就是SCIEX的成功，所以，您读到的是 “我们（SCIEX和客户）的成功故事”。本期科学家税光厚，我们一起谈谈这些年迅猛发展的脂质组学(Lipidomics)。税光厚 研究员个人简介中科院遗传发育所分子发育生物学国家重点实验室研究员，博导，入选中科院"百人计划”；现任中科院遗传发育所所级公共技术中心主任； European J Lipid Sci Technol杂志编委；中国细胞生物学学会细胞代谢分会副会长，中国生物物理协会代谢生物学分会理事，中国病理生理学会内分泌与代谢专业委员会理事，中国抗癌协会肿瘤代谢专业委员会委员 作为大会主席已成功举办四届Lipidall脂质代谢国际会议。长期从事前沿组学技术开发、功能性分子结构鉴定研发、代谢机制相关的研究工作。近年来在Science, Nature, Nature Med., Immunity, EMBO Mol Med, PNAS, Nature Comm，J Clin Invest, J Cell Biol, Redox Biol, Neurobiol Aging, Biochim Biophys Acta, J Biol. Chem, J Lipid Res等期刊发表120余篇关于代谢的论文，发表SCI论文总影响因子约800，被引用6600余次，H-index 45；目前的工作方向包括开发各类生物样品的高通量、超高覆盖率、超高灵敏度脂质组学、前沿代谢组学及代谢流技术，研究代谢调控机制、代谢异常和重大疾病的内在联系等。 什么是脂质组学，脂质组学和代谢组学有什么区别？这个问题的答案来自税光厚老师在科学网blog：gshui的个人博客的置顶博文《脂质组学 vs 代谢组学》。推荐大家关注税老师的blog，通过科学家的视角了解更多关于脂质组学、代谢组学研究的新发现新进展。我们知道，代谢是生物体内各种化学反应的总称，是动植物最为重要的生命活动之一；个体通过各种代谢调节来适应内外环境的变化，是生命活动的基本特征之一。 “代谢组”是生物样本中所有代谢物的集合。代谢物种类繁多（可能超过百万种）、结构多样, 在生物体内不同组织及体液中分布及浓度差异大。主要种类包括：脂类、氨基酸、有机酸、碳水化合物、核酸等。“代谢组学”是系统研究代谢组的一门独立学科，它提供了所有细胞过程的独特生化指纹，可用于鉴定代谢生物标志物，从而阐明潜在的疾病机制，或预测对环境变化或外部干预的反应。“脂质组学” 是系统研究脂质组的一门独立学科， 作为大规模定性和定量研究脂类化合物并了解它们在不同生理、病理条件下的功能和变化的方法学, 能准确全面地提供生物样品在不同生理条件下的全脂信息谱图。从以上定义可以看出，“脂质组学”实际上是“代谢组学”的一个分支。但是，由于脂类代谢(如血浆中约70%的代谢物是脂类) 是动植物的代谢中第一大类，是动植物代谢研究中最为关注的热点，参与能量运输、细胞间的信息通讯与网络调控等生长发育过程中的必需事件。作为细胞膜和脂滴的主要组成成分，各种结构的脂类在广泛的生物学过程，如信号传导、运输作用以及具有不同生化性质的生物大分子分选过程中，扮演着重要角色。 随着近年来脂质组学迅猛发展, 科学家们就逐渐将脂质组的研究即“脂质组学”从“代谢组学”中单独划分出来，现在我们所指的“代谢组学”一般就不再包括系统的脂质组分析了。通过脂质组学研究，阐释脂质代谢相关疾病的发病机理“脂质是细胞膜和脂滴的主要组成成分，在广泛的生物学过程，如信号传导、运输作用以及生物大分子分选过程中扮演着重要角色。对脂质的全面分析, 即脂质组学是了解细胞变化过程中脂质细微的动态变化以及致病机理的先决条件。脂质代谢紊乱和生殖发育缺陷及多种重大疾病如糖尿病、心血管疾病、脂肪肝、肥胖、癌症、老年痴呆等重大疾病密切相关。脂质组成分的变化可直接反映生物体的生理和病理状态，分析组织器官生长发育过程中脂质谱纹的变化及解析相关代谢调控网络机制具有重要的生物学意义和临床价值。税光厚老师领衔首创开发了基于MATLAB脂质组学领域的非靶向数据分析方法与软件(FASEB J, 2006 J Lipid Res, 2007)，带动和促进了非靶向脂质组学的发展。 非靶向脂质组学对于挖掘究生物样品的质谱分析中低丰度离子的显著变化、尤其是发现未知代谢物中具有不可或缺的作用，但在定性准确性及效率与定量方面仍面对巨大挑战，并不适用于临床大规模应用或系统生物学大样本分析。税光厚老师团队运用SCIEX QTRAP质谱开发了一系列适用于生物样本的多种物种的高覆盖脂质组的快速靶向定量分析模式（EMBO Mol Med, 2012 PNAS, 2013 J lipid Res, 2014 Neurobiol Aging, 2014 Redox Biol, 2017, Anal Chim Acta,2018），可对全面的脂质库进行准确、可靠的定量分析， 并成功应用于一系列生物医学的基础和临床的重要研究中（PNAS, 2009, 2012, 2018, 2019；JCI, 2011 Nature, 2014 Nature Medicine, 2012 Molecular Cell, 2012 2014 Immunity, 2013 Cell Res, 2016 Development Cell, 2017 Science, 2018 EMBO J, 2018 Nature Comm., 2018）；近10年来已经发表100余篇SCI论文，总影响因子超过800。基于LC-MS/MS建立定量脂质组分析方法的一般工作流程（Lam SM, Tian H, Shui G*. BBA-Mol Cell Biol L 2017脂质组学专刊封面文章）掀起脂质的“神秘面纱”近几年，越来越多研究者认识到除了蛋白质，脂质分子在生命体中也发挥重要作用。脂质，是一类自然界存在的疏水或两性的有机物小分子。由“脂质代谢途径研究计划”（Lipid Metabolites and Pathways Strategy，LIPID MAPS)资助的国际脂质分类与命名委员会提出的脂质分类系统，脂质大体分为八大类：常见主要大类脂质的代表结构式（Lam SM, Shui G*. J Genet Genomics 2013. 脂质代谢专刊封面文章）在剔除双键位置异构体，立体结构异构体和sn-构型异构体情况下，根据常见脂质分子组成模块预测真核细胞内部至少有180,000种脂质类化合物。脂质结构的多样性赋予了其多种重要的物理和生物功能：作为细胞膜的重要组成部分，不仅维持细胞膜结构稳定，并且参与调节包括物质运输、能量转换、信息识别与传递、细胞发育和分化以及细胞增殖与凋亡在内的诸多生命活动过程。美国等发达国家都在国家层面部署了规模性项目脂质组学计划，分别已建立联合型的脂质组学研究机构，其中影响力最大的是上文提到的美国的LIPID MAPS项目，获得美国NIH的多期支持的研究项目，取得了非常有影响的成果。我国尚未开始开展类似的注重于联合型的规模性的研究，但近年来众多科研院校都意识到脂质组学的重要性，纷纷组建了各具特色的脂质组学平台，促进了我国脂质组学的发展。脂质组学的一般研究流程脂质组学分析流程主要包括生物样本中脂质的提取、分离分析以及相应的数据分析等。脂质组分析流程（Lam SM, Shui G*. J Genet Genomics 2013. 脂质代谢专刊封面文章） 质谱分析技术助力脂质组学研究应对挑战，奋勇向前探索未知质谱技术的进步极大地推动了脂质组学的快速发展，朝着准确定性、定量的最终目标迈进，这是脂质组学作为一门新兴组学技术分支不断增长和扩展的关键决定因素。脂质组学出现及发展推动了脂质分析平台的研发，特别是在质谱技术进步，已经使众多脂质分子分析成为了可能，但在未来脂质组发展依然有如下挑战需要面对：◆ 如何在缩短分析时间的同时，最大限度地提高脂质覆盖率和定量准确度；◆ 如何实现复杂脂质同分异构体（包括复杂脂质脂肪酸链的双键精确位置）的准确定性与定量； ◆ 如何通过以下途径，从脂质组生成的大数据中获得有生物学意义的模式：以代谢通路为导向的分析方法涵盖连接脂质和非脂质代谢物关键代谢分支定制的生物信息学方法，实现直接和快速代谢通路波动数据可视化等。脂质组定量准确度的转变（Lam SM, Tian H, Shui G*. BBA-Mol Cell Biol L 2017脂质组学专刊封面文章）税光厚课题组火热招聘中——研究人员和博士后如果您对于生命科学有兴趣，热爱科学研究，充满责任感使命感；有代谢组学、脂质组学、液质、气质等方面的研究经验；拥有良好的中英文科学论文写作能力；又刚刚好拥有相关专业博士学位(基本条件)。需要您协助课题组长申请并参与课题研究，并且能够独立申请并开展课题研究任务（基本职责）。

脂质是生物有机体重要的组成成分和能量来源，与生物膜结构和功能密切相关，在调控信号通路、炎症反应等过程起着重要作用。脂质组学是代谢组学的一个重要分支，旨在研究受外部刺激或扰动后内源性脂质的整体代谢及其变化规律。近年来，脂质组学受到研究者越来越多的关注，目前国内外使用脂质组学对众多疾病如心血管疾病、癌症、糖尿病和肥胖症进行研究并取得了不少突破。国家自然科学基金“十三五”发展规划，“十三五”第一批重大项目指南均涉及脂代谢相关内容，因此脂质组学是当今分析化学和生命科学的一个前沿的交叉学科，有广阔的发展前景。组学研究是生命科学、分析化学、化学计量学等学科交叉的前沿领域，高度依赖分析仪器特别是质谱及其前端系统进行数据采集。而脂质种类众多，在体内的分布广泛，且不同脂质的浓度范围相差极大，这对分析仪器及数据分析手段均提出了巨大的考验。 岛津公司作为全球著名的分析仪器综合生产厂商，不但是世界上顶尖的液相、气相等分离仪器的生产厂商，也是质谱领域的领先者。质谱仪器与分离技术联用，加上专业的数据分析和处理软件（如Travers MS软件和Garuda生物分析平台），可以满足组学研究的各种需求。岛津公司迎合客户需求和行业发展趋势，推出了《脂质组学解决方案》。 岛津有非常广泛的前端分离或前处理仪器产品线，为组学研究提供全面的分离技术手段。对于常规分离需求，有普通气相色谱、液相色谱、快速液相色谱和超高效液相色谱等多种色谱产品；对于成分复杂或结构类似的样品，可以使用多款二维LC或二维GC系统以提高分离度；对于化合物极性分布范围广的样品，可以选择超临界流体色谱（SFC）或超临界流体萃取-超临界流体色谱（SFE-SFC）联用的Nexera-UC分析系统；对于一些痕量化合物或本身响应弱的目标物，可以采用Micro-LC或Nano-LC以大幅提高质谱响应信号，从而提高方法的灵敏度。另外，岛津还提供如CLAM-2000用于液体生物样品的全自动样品前处理-液质质联用分析，彻底解放实验人员的双手和时间，极大的提高方法的重现性。此外，岛津的Nexera-MX平行液相等可以显著提高分析通量，ATLAS-USIS可以提供自动化的液液萃取，这些仪器都能进一步提高样品前处理和分析的自动化和通量，为组学研究提供便利并提高数据质量。岛津拥有深厚的质谱研发基础和实力。岛津从上世纪70年代研发扇形质谱，成功生产了世界上第一台商品化扇形磁场型质谱GCMS LKB9000；80年代研发了MALDI-TOF和ICP-MS，2002年岛津科学家田中耕一先生更因为MALDI离子源的研发获得了诺贝尔物理学奖。目前岛津质谱的产品线齐全，有机质谱包括单四极杆质谱、三重四极杆质谱、高分辨质谱LCMS-IT-TOF和Q-TOF；无机质谱有ICP-MS；生命科学领域还有MALDI-TOF、质谱显微镜等。这些质谱仪器与分离技术联用，满足组学研究的各种需求。关于岛津 岛津企业管理（中国）有限公司是（株）岛津制作所于1999年100%出资，在中国设立的现地法人公司，在中国全境拥有13个分公司，事业规模不断扩大。其下设有北京、上海、广州、沈阳、成都分析中心，并拥有覆盖全国30个省的销售代理商网络以及60多个技术服务站，已构筑起为广大用户提供良好服务的完整体系。本公司以“为了人类和地球的健康”为经营理念，始终致力于为用户提供更加先进的产品和更加满意的服务，为中国社会的进步贡献力量。

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) FA 2678 甘油脂类(glycerolipids ) GL3009 甘油磷酸脂类(glycerophospholipids) GP 1970 鞘脂类(sphingolipids ) SP 620 固醇脂类(sterol lipids ) ST 1744 异戊烯醇脂类(prenol lipids () PR 610 糖脂类(saccharolipids ) SL 11 多聚乙烯类(polyketides ) PK 132 　　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 2 4,9-13 5,14-22 8,23 7 24 25-27 28,29 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 1,12 2 30 26 3,27 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 31 32 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 36,37 3、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、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 1 Stubiger G, et al, Atherosclerosis, 2012,224:177&ndash 186. 2 Zhao Z, et al, J Lipid Res, 2010, 51:652&ndash 659 3 t&rsquo Kindt R, et al, Anal Chem, 2012,84:403&ndash 411 4 Cui L, et al, PLoS Negl Trop Dis，2013，7：e2373 5 Sandra K,et al, J Chromatogr A，2010，1217：4087&ndash 4099. 6 Lam S M, et al, J Lipid Res, 2014,55: 289&ndash 298 7 Giera M, et al, Biochim Biophys Acta, 2012, 1821:415&ndash 424 8 Min H K, Anal Bioanal Chem, 2011, 399:823&ndash 830. 9 Heilbronn L K, et al, Obesity，2013， 21：E649&ndash E659 10 Hilvo M, et al, Int J Cancer 134 (2014) 1725&ndash 1733 11 Montoliu I, et al, Aging (Albany NY)，2014，6：9&ndash 25 12 Chen Y , et al, Clin. Chim. Acta， 2013，428： 20&ndash 25. 13 Zivkovic A M, et al, Metabolomics，2009，5：507&ndash 516 14 Chen F,et al, Biomarkers, 2011, 16:321&ndash 333 15 M. Ollero, et al, J. Lipid Res, 2011, 52:1011&ndash 1022 16ras Hematol Hemoter，2010，32：439&ndash 443. 35 Gonzalez-Illan F，et al,J Anal Toxicol，2011，35：232&ndash 237. 36 Pizarro C, et al, Anal Chem，2013，8：12085&ndash 12092. 37 Pang L Q, et al, J Chromatogr B，2008，869: 118&ndash 125

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 第十二讲：擒魔序曲&mdash &mdash 脂质组学研究中的样品处理 前言 　　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。 　　前一篇讲述了脂质组学研究中的样品处理技术，一般情况下样品处理后可以直接用鸟枪法进行质谱分析，但是如果是一个成分复杂的系统，就要进行分离，可以用气相色谱、液相色谱、薄层色谱或毛细管电泳，本文介绍代谢组学研究中使用离子液体色谱柱分离脂肪酸的气相色谱方法。 1、基本情况 　　由于脂质分子是不挥发性的化合物，同时有些脂质分子受热易于降解，所以在脂质组学研究中使用气相色谱有些困难，逊色于薄层色谱和液相色谱。如果使用气相色谱进行衍生化是必须的步骤，但是很多情况下衍生化会丧失脂质分子种类特点的结构信息。但是由于气相色谱以其对异构体的高分离能力、高灵敏度、便于进行定量分析的能力，它仍然是脂质组学分析中的有力工具。通常气相色谱用于分析某些类别的脂质，可以获得很高的分离度和灵敏度，所以经过很特殊的萃取、用TLC 或 HPLC与分离、再经衍生化是用气相色谱进行脂质组学研究的基本方法。用气相色谱可以很灵敏地检测许多类别的脂质，如脂肪酸、磷脂、鞘脂类、甘油酯、胆固醇和类固醇。分析高分子量的化合物，必须使用高柱温，甚至需要400 C，近年Sutton等配置了高温气相色谱-飞行时间质谱，这一系统可以进行高分子量化合物(m/z达1850)，进行在线质谱分析温度达430℃，这样的系统适合于长链脂质的分析。 　　近年把离子液体用作气相色谱固定相，用以分离脂质混合物，特别是脂质的异构体。Delmonte等讨论了脂肪酸顺反异构体的分离问题，一些单不饱和脂肪酸的几何和位置异构体可以得到很好的分离。使用这一方法对18:1 FFA的各种异构体可以分离出10个单独的峰，此后使用这一方法分析了人头发、指甲等实际样品，因此建议使用离子液体毛细管色谱柱分析全脂肪酸或脂肪酸甲酯，这种固定相适合于脂质组学，得到更多脂质分子的种类信息。(刘虎威研究组，Anal Chem, 2014, 86, 161&minus 175) 2、室温离子液体作气相色谱固定相 　　室温离子液体，是指室温或接近室温时呈液态的离子化合物，一般由体积相对较大的有机阳离子(如烷基咪唑盐、烷基吡啶盐、烷基季铵盐、烷基季膦盐)和相对较小的无机或有机阴离子如六氟磷酸根([PF6]-)、四氟硼酸根([BF4]-)、硝酸根(NO3-)、三氟甲基磺酰亚胺([{CF3SO2}2N]-)等构成。离子液体，早期称作熔盐，在一战时期(1914)发现的第一个室温离子液体为乙基季胺硝酸盐。第一个使用熔盐作气相色谱固定相的是Barber(1959年)，他利用硬脂酸和二价金属离子的盐(锰、钴、镍、铜和锌盐)作气相色谱固定相，测定了烃类、酮类、醇类和胺类在156℃下的保留行为，具有特点的是用锰的硬脂酸熔盐作固定相可以很好地分离&alpha -甲基吡啶和&beta -甲基吡啶，而使用相阿皮松一类固定相则完全不能分离。1982年 Poole等研究了乙基季胺硝酸盐作气相色谱固定相的保留行为，发现这一固定相可在40-120℃范围内使用，是一种极性强于PEG20M 的具有静电力和氢键力的极性固定相，适于分离醇类和苯的单功能团取代衍生物，而胺类与固定相有强烈的作用，不能从色谱柱洗脱出来。就在这一年 Wilker 等报道了首例基于1-烷基-3-甲基咪唑为阳离子的室温离子液体,研究了它们的合成方法和在电化学中的应用。此后Armstrong等在1999年首先将六氟磷酸 1-丁基-3-甲基咪唑 ([BuMIm][PF6] ) 及相应的氯化物([BuMIm][Cl] )用作气相色谱固定相 ,通过分离烃类、芳香族化合物、醛、酰胺、醚、酮、醇、酚、胺及羧酸类化合物 ,发现离子液体固定相具有双重性质:当分离非极性物质或弱极性物质时表现为非极性或弱极性固定相 当分离含有酸性或碱性官能团的分子时 ,表现为强极性固定相,并测定了[BuMIm][PF6]和[BuMIm][Cl]色谱固定相的麦氏(McRynolds)常数。之后的几年里Armstrong等进行了一系列有关室温离子液体作气相色谱固定相的研究，奠定了室温离子液体固定相在实际中应用的基础。此后人们竞相研究室温离子液体用作气相色谱固定相的问题，最近两年由于Supelco公司承袭了Armstrong研究团队的研究成果，把室温离子液体固定相商品化，出现了几种性能优越的室温离子液体毛细管色谱柱,就促使许多研究者使用商品室温离子液体柱，分离一些复杂的难分离的混合物，因而也大大促进了离子液体气相色谱固定相的广泛使用。(傅若农，化学试剂，2013，35( 6)： 481 ～ 490) (1).室温离子液体气相色谱固定相的特点 　　室温离子液在许多领域得到了广泛的应用，如有机合成溶剂、催化剂用溶剂、基质辅助激光解析/电离质谱的液体基质、萃取溶剂、液相微萃取溶剂、毛细管电泳缓冲溶液添加剂等，此外它们在分析化学领域得样品制备、分离介质中也得到充分的应用，气相色谱固定相是应用最多的一个领域。所以能得到如此广泛的应用是因为它具有许多特殊的性能，联系到气相色谱固定相，它们非常适应毛细管色谱柱的多方面要求： (a) 蒸汽压低 　　气相色谱固定相在使用温度下具有很低的蒸汽压是必要条件，室温离子液体具有很低的蒸汽压，它们能很好地满足气相色谱固定相的这一要求，例如现在使用较多的1-丁基-3-甲基咪唑二(三氟甲基磺酰)亚胺([C4mim][NTf2])的蒸汽压见下表1,从表中数据看出在在不到180℃下蒸汽压不到1 mm Hg柱，这完全符合气相色谱固定相的要求。 表1 [C4mim][NTf2]在不同温度下的蒸汽压 温度/℃ 蒸汽压/P× 102 (Pa) 184.5 1.22（0.92 mmHg柱） 194.42.29（1.72 mmHg柱） 205.5 5.07 (3.8 mmHg柱） 214.4 8.74 (6.6 mmHg柱） 224.4 15.2 (11.4 mmHg柱） 234.4 27.4 (20.5 mmHg柱） 244.3 46.6 (35.0 mmHg柱） (b) 粘度高 　　室温离子液体的粘度高，适合于气相色谱固定相的要求，而且在较宽的温度范围内变化不大，因为粘度低会影响色谱柱的分离效率和寿命，因为气相色谱固定相在温度升高时趋向于降低粘度使液膜流动，造成膜厚改变，降低柱效，甚至液膜破裂降低柱寿命，室温离子液体的黏度比一般溶剂高很多，例如二乙基咪唑二(三氟甲基磺酰)亚胺在20℃的粘度为34cP,n-己基-3-甲基咪唑氯化物在25℃的粘度为18000 cP，所以离子液体的粘度一般比传统溶剂高1到3个数量级 。 (c) 湿润性好 　　要使毛细管色谱柱的柱效提高，就要把固定相涂渍成一层均匀、牢固的薄膜，这样固定相对毛细管壁要有很好的湿润性，室温离子液体正好具备这样的特性，它们的表面张力在 30 到 50 dyne/cm 之间，例如1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐，1-己基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐，和1-辛基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐分别为44.81, 39.02, 和 35.16 dyne/cm，这样的表面张力正好可以让固定相溶液湿润并铺展在未经处理的石英毛细管内壁上 。 (d)热稳定性好 　　大家都知道色谱柱的保留性能稳定性和柱寿命都与固定相的热稳定性有关，室温离子液体气相色谱固定相的热稳定性自然是十分重要的关键性能，离子液体的热稳定性随其阴阳离子的不同有很大的差异，离子液体的阴离子具有低亲和性及共轭键时(如三氟磺酸基，三氟甲基磺酰亚胺阴离子)就有很高的热稳定性，反之具有亲和性强的阴离子(如卤素基)其热稳定性就不好，一般像二烷基咪唑类离子液体固定相在220&ndash 250℃之间稳定，具有长烷基链的季鏻基离子液体可以在335&ndash 405℃之间稳定，Anderson等研究了双阴离子咪唑和双吡咯烷鎓基离子液体的热稳定性。极性强的室温离子液体气相色谱固定相(比如商品名为SLB-IL 111)的热稳定性虽然比不上二甲基硅氧烷的好，但是要比强极性固定相(氰丙基聚硅氧烷)的热稳定性要好，可是它的极性要比后者高，因而在分离脂肪酸甲酯的能力要大大优于后者。从图1可以看出商品离子液体柱SLB-IL82的热稳定性大大优于一些常用的极性固定相。 图1 几种离子液体色谱柱和常规固定相色谱柱热稳定性的比较 (e) 极性高 　　固定相的极性是极为重要的关键指标，目前表示固定相极性的有Mcrynolds常数，和Abrham溶剂化参数，离子液体的极性也仍然使用这两种方法表示，McReynolds常数是于120℃下以10种典型化合物测定所研究固定相的保留指数差(△I) ，用五种典型化合物(苯、正丁醇、2-戊酮、硝基丙烷和吡啶)的保留指数差(△I)之和来表示固定液的极性。Abraham表征固定相的方法是使用多种具有特殊作用力的标样来表征固定相和溶质 n-电子对及&pi -电子对作用能力、与溶质的静电和诱导作用能力、与溶质的氢键碱性作用能力、与溶质的氢键酸性作用能力、与溶质的色散作用能力。表 2 是几种商品离子液体固定相的极性，从表中数据看出，室温离子液体的极性要比极性最强的TCEP(1,2,3-三(2-氰乙氧基)丙烷)还要高，这样在分离脂肪酸甲酯和石油样品分析中就有特殊的用途。 表 2 几种商品离子液体固定相的极性 商品色谱柱 组成 McRynolds 极性(P) 相对极性数(p.N.)* SLB-IL 111 1,5-二（2,3-二甲基咪唑）戊烷二（三氟甲基磺酰基）亚胺 5150 116 SLB-IL 100 1,9-二(3-乙烯基咪唑)壬烷二（三氟甲磺酰基）亚胺4437 100 TCEP 1,2,3-三（2-氰乙氧基）丙烷 4294 94 SLB-IL 82 1,12-二（2,3-二甲基咪唑）十二烷二（三氟甲基磺酰基）亚胺 3638 82 SLB-IL 76 三（三丙基鏻六氨基）三甲氨（三氟甲基磺酰基）亚胺 3379 76 SLB-IL 69 未知 3126 70 SLB-IL 65 未知 2834 64 SLB-IL 61 1,12-二（三丙基鏻）十二烷-（三氟甲基磺酰基）亚胺-三氟甲基磺酸盐 2705 61 SLB-IL 60 1,12-二（三丙基鏻）十二烷二（三氟甲基磺酰基）亚胺（柱表面去活） 2666 60 SLB-IL 59 1,12-二（三丙基鏻）十二烷二（三氟甲基磺酰基）亚胺 2624 59 SupelcoWax 100%聚乙二醇 2324 52 SPB-5MS 5%二苯基/95%二甲基）硅氧烷 251 6 Equity-1 100%聚二甲基硅氧烷 130 3 *相对极性数=(Px x 100)/ PSLB-IL 100= McRynolds 极性乘以100再除以SLB-IL 100的 McRynolds 极性 (McRynolds 极性指标是上世纪60年代中期研究建立的一种气相色谱固定相极性量度指标，近半个世纪一直在使用，W O McReynolds.J Chromatogr Sci,1970,8:685-691) 几种离子液体色谱柱的结构和性能见表3 表3：几种离子液体色谱柱的结构和性能 3、几种商品离子液体色谱柱在脂肪酸甲酯分离中应用举例，见表4 表4 离子液体色谱柱在脂肪酸甲酯分离中应用 1 SLB-IL111 奶油中的脂肪酸 使用200m 长的SLB-IL111色谱柱可以很好地分离奶油中的脂肪酸，包括顺反和位置异构体 1 2 SLB-IL 82 和 SLB-IL 100 水藻中的脂肪酸 这两种商品离子液体柱用于分离水藻中的脂肪酸，具有很好的选择性和低流失，可以得到详细的脂肪酸分布，这是一种分析各种脂肪酸的色谱柱。 一维：聚二甲基硅氧烷 二维：SLB-IL 82 和 SLB-IL 100 2 3 SLB-IL100 鱼的类脂中反式20碳烯酸顺反异构体的分析 用60m长色谱柱可把C20:13和C20:11异构体得到基线分离，分离因子1.02，分离度1,57 3 4 SLB-IL111 分离16碳烯酸顺反异构体和其他不饱和脂肪酸 如果不使用SLB-IL111柱就不可能发现岩芹酸（顺式-6-十八碳烯酸），可以把cis-8 18:1和cis-6 18:1基线分离。证明岩芹酸在人的头发、指甲和皮肤中是内源性脂肪酸。 4 5 SLB-IL111 分离脂肪酸顺反异构体 SLB-IL111 可以很好地分离cis-,trans-18:1和 cis/trans 共轭异构体脂肪酸 5 6 SLB-IL100 牛奶和牛油中的脂肪酸顺反异构体 使用全二维GC，把离子液体柱用作第一维色谱柱 一维：SLB-IL100 二维：SGE BPX50 (50% 苯基聚亚芳基硅氧烷 6 7 SLB-IL 100（快速柱） 生物柴油中的脂肪酸甲酯(C1-C28) SLB-IL100是极性很高的固定相，可以排除样品中的饱和烴的干扰，减少了样品处理难度，免去使用全二维GC。 7 8 SLB-IL100 分离C18:1, C18:2, 和 C18:3顺反异构体 SLB-IL100是极性很高的固定相，可以很好地分离不饱和脂肪酸顺反异构体，优于二丙氰聚硅氧烷色谱柱 8 9 SLB-IL111 SLB-IL100 SLB-IL82 SLB-IL76 SLB-IL61 SLB-IL60 SLB-IL59 评价7种商品离子液体固定相分离37种脂肪酸甲酯的分离性能 IL59, IL60, 和 IL61三种色谱柱性能近似，不能分离C18:1脂肪酸的顺/反异构体，所有的色谱柱度可以基线分离C18:2 顺/反, C18:3 n6/n3, 和 C20:3 n6/n3异构体，IL82柱以5℃/min程序升温，可以把实验的37种脂肪酸甲酯分离开 9 10 SLB-IL59 SLB-IL60 SLB-IL61 SLB-IL76 SLB-IL82 SLB-IL100 SLB-IL111 用7种商品离子液体固定相分离脂肪酸甲酯的及和异构体 除去IL60柱以外所有色谱柱上对饱和脂肪酸的洗脱温度，随它们的极性降低而增加，当固定相极性增加是它们的等价链长急剧增加。还研究了脂肪酸甲酯在这些色谱柱上Abraham 的保留能量线性关系 10 11 SLB-IL111 使用强极性离子液体色谱柱快速分离食用油中的反式脂肪酸 使用强极性薄液膜细内径离子液体毛细管柱（75 m × 0.18 mm i d , 0.18 &mu m）快速分离食用油(例如奶油)中的反式脂肪酸 11 12 SLB-IL111 使用强极性离子液体色谱柱分析食用油中顺反式硬脂酸 在120℃柱温下可以分离所有cis-C18:1位置异构体，把柱温提高到160℃可以分离反-6-C18:1 和 反-7-C18:1异构体 12 表中文献 1 Delmonte P， Fardin-Kia A R, Kramer J K G，et al, Evaluation of highly polar ionic liquid gas chromatographic column for the determination of the fatty acids in milk fat [J].J. Chromatogr.A,2012, 1233:137-146 2 Gua, Q , David F., Lynen F. et al., Evaluation of ionic liquid stationary phases for one dimensional gas chromatography&ndash mass spectrometry and comprehensive two dimensional gas chromatographic analyses of fatty acids in marine biota[J]. J. Chromatogr.A, 2011, 1218:3056-3063 3 Ando Y.Sasaki, GC separation of cis-eicosenoic acid positional isomers on an ionic liquid SLB-IL100 stationary phase[J]. J. Am. Chem. Oil Soc.,2011,88:743-748 4 Destaillats F.,Guitard M. Cruz-Hernandez C, Identification of _6-monounsaturated fatty acids in human hair and nail samples by gas-chromatography&ndash mass-spectrometry using ionic-liquid coated capillary column[J]. J.Chromatogr.A 2011,1218: 9384&ndash 9389 5 Delmonte P, Fardin Kia A-R, Kramerb J.K.G.et al, Separation characteristicsof fatty acid methyl esters using SLB-IL111, a new ionic liquid coated capillary gas chromatographic column[J]. 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p 　　中医拔罐治疗有什么科学依据和作用原理?22日，科技日报记者从陆军军医大学第二附属医院(重庆新桥医院)获悉，该院全军肿瘤研究所李咏生团队率先使用小鼠拔罐模型，运用超高效液相-质谱联用仪建立的脂质代谢组学平台，揭示了拔罐疗法导致体内抗炎/促炎脂质代谢谱的变化规律，为拔罐疗法的潜在机制提供了科学支撑。研究论文已于20日在《Cell Physiol Biochem》杂志发表。 /p p style=" text-align: center " img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201802/noimg/8200ab16-44a7-4531-9fff-7b979ba2cce0.jpg" title=" 928712.jpg" / /p p style=" text-align: center " strong span style=" color: rgb(0, 112, 192) " 拔罐实验程序：A.裸鼠4个部位的背部皮肤负压吸引(每个2ml)15分钟，休息24小时，处死后代谢组学分析；B.拔罐治疗后的裸鼠皮肤。 /span /strong /p p 　　据了解，在以往的报道中，拔罐疗法研究者的关注点多在于拔罐处的皮肤温改善、血压、热效应以及血氧含量或者受试者的客观感受评分。该团队使用小鼠拔罐模型，运用超高效液相-质谱联用仪建立的脂质代谢组学平台研究发现，拔罐后健康小鼠体内抗炎脂质(如PGE1, 5,6-EET, 14,15-EET, 11 10S,17S-DiHDoHE, 17R-RvD1, RvD5和14S-HDoHE)，显著升高，而促炎脂质(如12-HETE和TXB2)明显下调。 /p p style=" text-align: center " img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201802/noimg/0af76b02-9f88-465d-939a-ef093e5b44ec.jpg" title=" 002.jpg" / /p p style=" text-align: center " strong span style=" color: rgb(0, 112, 192) " 小鼠皮肤和血浆中PUFA代谢组拔罐治疗前后的变化。 A.代表MRM谱图显示每种鉴定的生物活性LM的保留时间：Q1，M-H（母离子）；Q3，串联质谱（MS/MS）子离子。 AA、EPA、DHA等代表性代谢产物不饱和脂肪酸。 B.治疗组及对照组小鼠皮肤中PUFA代谢组热图（左图）和血浆代谢组热图（右）。 /span /strong /p p 　　通过体外实验，课题组进一步发现拔罐疗法能减少脂多糖诱导的腹膜炎老鼠模型腹腔液中的促炎介质TNF-α及IL-6的产生。该研究说明拔罐可引起体内抗炎、促消退脂质成分的升高，促炎脂质的减少，为其促进机体免疫自稳提供了科学依据。 /p p span style=" color: rgb(0, 112, 192) " strong 更多资料： /strong /span /p p style=" line-height: 16px " img src=" /admincms/ueditor1/dialogs/attachment/fileTypeImages/icon_pdf.gif" / span style=" color: rgb(0, 112, 192) text-decoration: underline " a href=" http://img1.17img.cn/17img/files/201802/ueattachment/7cc11b4a-6b9d-426b-a437-56110f994d7a.pdf" style=" color: rgb(0, 112, 192) text-decoration: underline " Anti- Versus Pro-Inflammatory Metabololipidome Upon Cupping Treatment.pdf /a /span /p p style=" line-height: 16px " Cell Physiol Biochem：李咏生团队运用脂质组学及液质联用技术揭示拔罐科学原理 /p p style=" line-height: 16px " a href=" http://www.instrument.com.cn/news/20180224/240471.shtml" _src=" http://www.instrument.com.cn/news/20180224/240471.shtml" style=" color: rgb(0, 112, 192) text-decoration: underline " span style=" color: rgb(0, 112, 192) " http://www.instrument.com.cn/news/20180224/240471.shtml /span /a /p

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

Ian Edwards、JayneKirk和Joanne Williams沃特世公司(英国曼彻斯特)应用优势■ 简化了工作流程、验证和数据解析 ■ 设计用于大规模代谢组学和蛋白质组学数据集■ 集成式组学平台可用于各种各样的全面定性和定量分析沃特世解决方案包括TransOmics信息学软件的组学研究平台解决方案ACQUITY UPLC I-Class 系统nanoACQUITY UPLC 系统Xevo G2-S QTofTransOmics 信息学软件MassPREP 蛋白质酶解标准品 关键词组学，代谢组学，脂类组学，蛋白质组学，MSE，主成分分析，无标记LC/MS 简介近年来，包括基于LC-MS的代谢组学、脂质组学和蛋白质组学仪器等组学技术的进步实现了以高通量的方式对多种生物分子的丰度进行定量监测，从而测定它们在不同生物状态下的变化。我们的最终目标是增进对生物过程的理解，从而改善对于疾病的疗效，更有效地开发药物或维持作物生长的最佳农业环境，同时最大程度地减少传染和其它副作用。就此而言，不同分析学科的研究结果可提供正交的观点，通常可以互相作为补充。开发和应用能够将多个研究领域的结果进行整合的灵活信息学解决方案具有重大意义。本研究介绍了一种多组学解决方案，可用于对代谢组学和蛋白质组学数据集中的MS数据进行大规模分析。其中采用了包括TransOmics信息学软件的沃特世(Waters?)组学研究平台解决方案，并结合Xevo G2-S QTof系统进行技术和生物学重复分析。 结果与讨论执行的代谢组学实验包括相对于对照/质控样品，鉴定低剂量和高剂量样品。根据实验设计，样品应当划分为3个不同的组，并使用标记离子进行不同组的识别。用于代谢组学和脂类组学的TransOmics(TOIML)流程包括以下步骤： 1. 导入原始的MSE连续数据集(六个技术重复样/组)2. 峰对齐，纠正不同分析运行间的保留时间偏移3. 色谱峰归一化，以便在不同样品运行间进行比较4. 色谱峰检测(峰选择)5. 离子去卷积，按化合物将离子分组6. 利用已有的定制数据库进行化合物鉴定7. 执行数据分析，找出用以将化合物分为QC(质控)、空白(基质)和分析物(高剂量)的离子(特征) 基质背景包括系统评估基质，其中加入了不同的镇痛标准品混合物A，从而得到低剂量(QC和高剂量(空白)样品。质控样品(QC)通过混合等量的低剂量和高剂量样品而制成。 采用ACQUITY UPLC I-Class系统结合Xevo G2-S QTof，在正电喷雾模式下以大于30k FWHM的质量分辨率，分离和分析代谢物。在UPLC/MSE模式下采集数据，该模式是一种无监督的采集方法，其中当进行交替扫描时质谱仪在低能量和高能量之间切换。使用TOIML和专业化合物数据库进行处理、搜索和定量。 其中TOIML流程的步骤1，2和3在别处有详细描述(TransOmics信息学软件由Nonlinear Dynamics提供技术支持)。鉴定前，通过主成分分析对所检测离子进行分组，如图1所示，显示了综合得分图和载荷图。从中可知，离子主要聚集在技术重复水平，并且样品实现了清晰分离。 图1. 分析物(镇痛标准品混合物A高剂量；紫色)，空白(系统评估基质；浅蓝色)和QC(质控样品；深蓝色)的主成分分析接着，采用集成式搜索工具进行化合物鉴定，以正确鉴定四种镇痛标准品混合物中可在正离子电喷雾模式下检测到的标准品。图2展示了TOIML化合物搜索结果页面的概览，其中突出显示了基于精确质量数、保留时间(可选)和理论同位素模式分布对咖啡因的鉴定。除了先前描述的PCA之外，TOIML中还整合了其它多变量统计工具，包括相关性和趋势分析。图3为一个示例，示出了四个加标标准品的归一化趋势图，表明每个标准品的六个技术重复样之间有着良好的一致性，并且相对丰度与实验设计一致。此外，TOIML还便于科学家将分析结果与其它组学数据关联，或为诸如EZinfo的独立统计软件包提供输入数据。下游生物信息学(即Umetrics软件)的结果可重新导入分析实验中，以将所有化合物数据合并为单个表格以供审查或分享。图2. TOIML化合物鉴定页面。图3.镇痛标准品的归一化丰度分析。在蛋白质组学实验中，分析了两个10ng大肠杆菌样品的三个重复样，分别加入了牛血清白蛋白(BSA)、乙醇脱氢酶(ADH)，烯醇酶和糖原磷酸化酶B。第一个样品(混合物1)中的加标蛋白质的柱上进样量均为1飞摩尔，而第二个样品(混合物2)中的加标蛋白质柱上进样量分别为8、1、2和0.5飞摩尔。因此，额定预期比值(混合物2:混合物1)应为8:1、1:1、2:1和0.5:1。在本研究中，使用nanoAC-QUITY UPLC系统结合Xevo G2-S QTof，在LC/MSE采集模式下对肽进行分离和分析。采用用于蛋白组学的TransOmics(TOIP)以及含有加标蛋白质序列信息的种属特异性数据库进行处理、搜索和定量。 TOIP流程包括以下步骤：1. 导入原始的MSE连续数据集(每个样品有三个技术重复样)2. 峰对齐，纠正不同分析运行间的保留时间偏移3. 色谱峰归一化，以便在不同样品运行间进行比较4. 色谱峰检测(峰选择)5. 利用集成数据库搜索算法鉴定蛋白质和肽6. 多变量统计分析7. 绝对和相对定量 TOIP提供了与TOIML相同的多变量分析工具。图4显示了所检测特征的PCA示例，即电荷态组。可明显看出，特征主要聚集在技术重复水平。其中一种加标蛋白质消化物的肽定性鉴定结果示于图5中，该蛋白质中鉴定出的所有肽的归一化表达谱如图6所示。对后者的定量精确度类型进行了确证，此类型可通过无标记MS研究及基于LC/MSE的采集策略获得。 图4.大肠杆菌中加入的混合物1（深蓝色）和混合物2（浅蓝色）的特征（电荷态组）PCA图。图5显示了差异加标样品中一个分析物的LC/MSE采集的定性结果概览。在本例中，BAS的柱上进样量为8 fmol，而大肠杆菌消化物的量为10 ng。结果如图6所示，展示了相关的相对定量结果。图5.大肠杆菌中加入的不同浓度牛血清白蛋白肽的定性LC/MSE鉴定结果。顺时针显示的依次是鉴定相关指标（得分和误差）、具体的轮廓线图以及标注的产物离子谱图。图6.牛血清白蛋白中鉴定出的肽的定量分析。结论■TransOmics信息学软件为多组学研究提供了一个简单易用、可扩展的系统■UPLC/MSE（LC结合数据独立型采集MS）可在单次实验中提供全面的定性和定量数据集■通过代谢物、脂质和蛋白质分析可快速获取补充信息并进行关联

p 　　脂质组学在生命科学研究中占据非常重要的地位。但是，全面的脂质分析受到脂质结构多样性、性质复杂性的挑战。常用的基于质谱技术的脂质组学分析方法包括直接进样(“鸟枪法”)、色谱-质谱联用、基质辅助激光解离质谱成像等，而超高效液相色谱-高分辨质谱(UHPLC-HRMS)非靶向分析和UHPLC -三重四极杆质谱靶向分析是最常用的分析平台之一，存在着各自鲜明的优缺点。 /p p 　　近日，中科院大连化物所的许国旺研究员团队在基于UHPLC-HRMS联用技术分析脂质代谢物方面取得了新进展，研究结果发表在 Analytical Chemistry 杂志 (2018 Jun 8. doi: 10.1021/acs.analchem.8b01331.)。 /p p style=" text-align: center" img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201806/insimg/ca1bfa21-0764-4816-8a08-24698b925868.jpg" title=" 微信图片_20180621103413.jpg" / /p p 　　该课题组结合非靶向和靶向方法的优势，建立了一种具有高检测覆盖度的拟靶向脂质组学分析方法，涵盖19个脂类，3377个脂质离子对，覆盖7000多种脂质分子结构。 /p p 　　该课题组首先使用UHPLC-HRMS联用技术在全扫(Full Scan)和数据依赖采集(DDA)模式下对不同来源的生物样品(细胞、组织、血浆)进行分析，根据获得的保留时间、精确分子量以及二级碎片信息对脂质分子进行归属。没有二级碎片的脂质分子通过与已知脂质或自建数据库中的保留时间和精确分子量进行比对，靶向提取脂质信息，以获得尽可能大的脂质覆盖度。 /p p 　　对于理论存在但是未被检测到的脂质分子(文中称扩展脂质)，通过保留时间与已知脂质的酰基链的碳数或酰基链的双键数之间的关系对保留时间进行预测。根据脂质分子的结构特征以及质谱行为，建立包含已知脂质和扩展脂质的离子对数据库。 /p p 　　最后，将所有的脂质离子对应用到动态多反应监测中，建立基于液相色谱-质谱的高覆盖拟靶向脂质组学分析方法。该方法具有良好的线性、重复性，更低的检测线，更高的覆盖度，更好的数据质量，尤其适合大规模脂质组学分析。 /p p 　　该研究得到了国家自然科学基金项目、国家重点研究发展计划以及大连化物所创新基金的资助。 /p p 　　该论文作者： /p p 　　Qiuhui Xuan, Chunxiu Hu, Di Yu, Lichao Wang, Yang Zhou, Xinjie Zhao, Qi Li, Xiaoli Hou, and Guowang Xu. /p p 　　链接： /p p 　　http://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.analchem.8b01331 /p p 　　标题： /p p 　　Development of a High Coverage Pseudotargeted Lipidomics /p p 　　Method Based on Ultra-High Performance Liquid Chromatography? /p p 　　Mass Spectrometry /p p 　　出处： /p p 　　Anal. Chem., May 29, 2018, DOI: 10.1021/acs.analchem.8b01331 /p

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& quot Faces of Mass Spectrometry”的文章。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " strong 进展1： /strong /p p 　　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”。 /p p 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" / /p p 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。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " strong 进展2： /strong /p p 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。 /p p 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" / /p p 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。 /p p & nbsp /p

p style=" text-align: justify line-height: 1.75em text-indent: 2em " strong style=" text-indent: 2em " 仪器信息网讯 /strong span style=" text-indent: 2em " & nbsp 2020年，新型冠状病毒肺炎在中国和国际的迅速传播引发了全球卫生紧急情况。仪器信息网在密切关注疫情发展态势的同时，也更加关注病毒感染的致病机理等相关研究进展。近年来，组学研究成为生命科学基础研究领域的重点，对于病理、毒理学、药物动力学等具有重要价值，相关高水平学术期刊大量报道了科研人员利用组学技术开展的病毒致病病理学的研究成果，也对于此次疫情的进一步研究具有一定参考意义。 /span /p p style=" line-height: 1.75em text-align: justify text-indent: 2em " 基于此，仪器信息网推出了 a href=" https://www.instrument.com.cn/zt/omics2020" target=" _blank" style=" color: rgb(0, 112, 192) text-decoration: underline " span style=" color: rgb(0, 112, 192) " strong “组学技术在病毒感染致病机制中的亮点研究及技术进展”专题 /strong /span /a ，为广大业内专家及用户介绍基于蛋白组学或代谢组学等多组学技术在病毒感染致病机制中的研究应用及技术进展，增强业界专家与仪器企业之间的信息交流，提供更丰富、更专业的技术文章，谨以此致敬所有奋战在抗疫一线的白衣天使以及幕后深耕的研究学者。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em " 新型冠状病毒（SARS-CoV-2）感染的新型肺炎（COVID-19）疫情正在全世界范围内持续蔓延，引发的感染人数不断增加。截止到目前，全球感染人数已近300万，每天新增报告人数超过8万。由此疫情引发的社会影响不但扩大，让人们再一次感受到传染性病毒研究的紧迫性。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em " 科研界已有大量研究论文对SARS-CoV-2 病毒基因结构特点，COVID-19的流行病学和临床特征进行了较为系统性的研究。然而，SARS-CoV-2 病毒进入人体后，如何引起体内代谢水平的变化，以及这些变化如何影响患者及预后水平尚未可知。代谢组学和脂质组学技术作为精准医疗研究的重要组成部分，在中东呼吸综合征，埃博拉病毒，SARS-Cov-2等病毒研究中体现出重要价值，帮助研究人员确定病毒侵染宿主后代谢物的变化，阐明致病潜在机制、寻找诊断生物标志物，以及疾病分期分型等 sup [1] /sup 。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em " 因此，采用代谢组学和脂质组学技术研究SARS-CoV-2对机体系统的损害及其潜在机制，可以帮助研究人员更快的发现药物靶点，开发诊断和预后评价生物标志物，以便及时诊断，有效地治疗COVID-19患者，并降低死亡率。本文中将对 span style=" color: rgb(0, 112, 192) " strong 病毒感染中基于代谢组学和脂质组学的代表性研究成果和进展做简要的介绍 /strong /span 。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em " span style=" color: rgb(192, 0, 0) " strong 1.& nbsp & nbsp 基于Orbitrap的多组学技术研究新冠肺炎轻重症患者分型和生物标志物 /strong /span /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em " 根据新冠状病毒感染的肺炎诊断和治疗计划，患有合并症的老年人更容易感染SARS-CoV-2，尤其是那些患有高血压，冠心病或糖尿病的人。 此外，CVD患者如果感染SARS-CoV-2，则更有可能出现严重症状 sup [2] /sup 。另据世界卫生组织调查，新冠肺炎患者大约80%患者症状较轻，14%左右发展为严重疾病，5%左右属于重症病例，其中，重症患者的死亡率超过50%。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em " 在临床治疗中，为什么轻症患者会在短时间内迅速演变为重症成为急需解决的难题之一。国内西湖大学生命科学学院郭天南教授与合作团队，采用Q Exactive HF-X和 Q Exactive HF质谱分别对新冠肺炎患者血液中的蛋白质，代谢物和脂质进行系统考察，研究结果以预印本形式发表在2020年4月在medRxiv杂志上 sup [3] /sup 。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em " 研究人员发现，新冠肺炎重症患者的样本中出现了93种特有的蛋白表达和204个特征性改变的代谢分子。这些变化中，可以发现100多种代谢物和100多种脂质均出现显著下调，而21-羟基孕烯醇酮增加，犬尿氨酸通路被激活；鞘脂，胆碱，甘油磷脂等脂类分子降低显著。这些代谢物的变化与患者体内的巨噬细胞、补体系统、血小板脱颗粒有关。并通过机器学习分析方法，整合蛋白质组、临床、生物、代谢组、计算等多学科数据筛选出重症患者特征性的22个蛋白质和7个代谢物。这些体内分子水平的变化，为临床疾病分型，重症病人的早期诊断，以及治疗手段提供理论依据，有望为预测轻症患者向重症发展提供导向。 /p p style=" text-align: center" img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 600px height: 1015px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202004/uepic/2fb6f9ca-0c41-4122-b672-22354f5f53b2.jpg" title=" 图片 1.png" alt=" 图片 1.png" width=" 600" height=" 1015" border=" 0" vspace=" 0" / /p p style=" text-align: center line-height: 1.75em text-indent: 2em " 图1a: 新冠肺炎轻重症患者差异性蛋白，代谢物，脂质 /p p style=" text-align: center" img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202004/uepic/10894884-5a7c-47f4-918d-6c15cd2bafff.jpg" title=" 图片 2.png" alt=" 图片 2.png" / /p p style=" text-align: center line-height: 1.75em text-indent: 2em " 图1b:机器学习预测重症患者 /p p style=" text-align: justify line-height: 1.75em text-indent: 2em " strong /strong /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em " span style=" color: rgb(0, 112, 192) " strong 2. 基于Q Exactive代谢组学技术研究免疫应答的过程 /strong /span /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em " 目前全球共有数十个科研团队在加紧进行针对新冠病毒的疫苗研发工作，中国和美国已经有一些项目进入临床试验，期望更早一步将研究成果应用到健康人身上。根据临床经验，疫苗虽然可以预防许多疾病，但不同人群接种同一种疫苗后，所产生的免疫反应和预防效果也有很大的不同。2017年发表在Cell 杂志的一项研究表明[4]，小分子代谢物对免疫细胞的增殖分化及其功能息息相关。整合转录组学和代谢组学研究显示，代谢反应是人类对带状疱疹病毒疫苗的免疫反应有效性的基础。 /p p style=" text-align: center" img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 600px height: 447px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202004/uepic/3d25f14c-316f-49ec-b968-36f1e3aa53df.jpg" title=" 图片3.png" alt=" 图片3.png" width=" 600" height=" 447" border=" 0" vspace=" 0" / /p p style=" text-align: center line-height: 1.75em text-indent: 2em " 图2:接种疫苗后，体内免疫应答过程 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em " 研究人员开展了病毒疫苗接种在健康成人上的纵向研究，分别收集接种前和接种后的血液进行转录组学和代谢组学分析。研究结果显示，接种疫苗后第1天起，嘌呤代谢，亚油酸代谢、蛋氨酸和半胱氨酸代谢、甘油磷脂代谢和糖磷脂代谢等于转录组学密切相关。并构建MMRN网络，结合接种者年龄、性别和病毒载量相关的网络来预测有效性，揭示甾醇代谢基因和代谢物之间的联系，而磷酸肌醇代谢提供了代谢表型，影响免疫结果。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em " 通过此项研究，可以帮助研究人员对疫苗接种的免疫反应进行情境分析，确定影响疗效的相关因素，同时为免疫反应提供新的生物学见解，促进未来的生物标记物研究和疫苗开发。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em " span style=" color: rgb(0, 112, 192) " strong 3.机制研究助力广谱抗病毒药物的研发 /strong /span /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em " SARS-CoV-2 病毒引起的严重疫情的主要原因，除了和病毒本身传播力强有关之外，也与尚未有获得批准的特定药物或疫苗因素有关。而全球医疗体系在冠状病毒治疗药物方面还处于非常被动的层面。采用组学技术研究病毒侵染人体后，机体代谢水平的变化及其机制的研究，可以发现病毒侵染人体的代谢通路。为发现抗病毒新药靶点，以及广谱抗病毒药物的研发提供依据。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em " 病毒在侵染机体的过程中，需要利用宿主的新陈代谢，通过重构宿主的代谢途径进行复制。核苷酸，蛋白质和脂质合成是病毒侵染宿主的主要物质基础。研究人员通过培养SARS-CoV-2感染的组织细胞，雪貂和COVID-19已故病人样本表明，病毒感染会显着抑制NAD代谢组，雪貂和人类的SARS-CoV-2感染下调了色氨酸和烟酸（NA）的NAD合成，同时上调了烟酰胺（NAM）和烟酰胺核苷（NR）的合成能力，这可能会给细胞带来巨大压力。基因表达和药理学数据表明，通过烟考酰胺和烟酰胺核糖苷激酶途径增强NAD +可能恢复抗病毒PARP功能以支持对SARS-CoV-2的先天免疫[5]。这一研究成果与西湖大学研究团队不同，可能与选择的模型和疾病所处的分期有关。 /p p style=" text-align: center" img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 300px height: 382px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202004/uepic/791a8568-1db4-46f2-897f-4ed6ae782fba.jpg" title=" 图片 4.png" alt=" 图片 4.png" width=" 300" height=" 382" border=" 0" vspace=" 0" / /p p style=" text-align: center line-height: 1.75em text-indent: 2em " 图3: SARS-CoV-2 感染后体内NAD+等代谢变化 /p p style=" text-align: justify line-height: 1.75em text-indent: 2em " & nbsp span style=" text-indent: 2em " Nils C. Gassen等对SARS-CoV-2控制的自噬的分析表明，亚精胺，MK-2206和烟酰胺可能是潜在有效的抗病毒药物。既有研究显示，基于自噬等新陈代谢相关的方法显著降低了高致病性中东呼吸综合征（MERS）-CoV的传播。 /span /p p style=" text-align: center" img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 600px height: 588px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202004/uepic/e58e71b3-b417-4030-9036-a049097f5194.jpg" title=" 图片 5.png" alt=" 图片 5.png" width=" 600" height=" 588" border=" 0" vspace=" 0" / /p p style=" text-align: center line-height: 1.75em text-indent: 2em " 图4: SARS-CoV-2 影响的主要代谢通路 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em " 研究人员发现，SARS-CoV-2感染通过干扰多种代谢途径来限制自噬，采用化合物干预手段来干预自噬过程，可降低SARS-CoV-2 在体外的传播。自噬信号传导和代谢组学技术深入分析表明，SARS-28 CoV-2通过限制AMP蛋白激活激酶（AMPK）和雷帕霉素复合物1（mTORC1）的激活来减少糖酵解和蛋白翻译，减少自噬。病毒感染会下调自噬诱导的亚精胺合成，促进自噬引发的Beclin-1（BECN1）的AKT1 / SKP2依赖性降解。 通过外源给予亚精胺，AKT抑制剂MK-2206，Beclin-1稳定剂，烟酰胺可抑制SARS-CoV-2的传播 sup [6] /sup 。 /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify line-height: 1.75em " span style=" color: rgb(0, 112, 192) " strong 4.赛默飞代谢组学和脂质组学技术方案 /strong /span /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify line-height: 1.75em " 由于代谢组学样本的高度复杂性和代谢物的特征，研究者在病毒研究中遇到了诸多的挑战，特别是提高代谢物组覆盖率，更高的灵敏度诉求、大队列研究中的稳定性和重现性，代谢物鉴定等方面一直制约着代谢组学学科的发展。要想获得高质量、高准确度的分析结果，对平台技术的建设和提升无疑也是极为重要的。 /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify line-height: 1.75em " 赛默飞作为生命科学仪器领域的领导者，致力于帮助科研人员收获代谢组学和脂质组学技术在病毒研究中的作用，深度探究病毒侵染宿主的代谢分子变化机制，加速生物标志物和抗病毒药物的发现。我们已在色谱分离、质谱检测与生物信息软件等方向构建了非常有特色的完整解决方案。 /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify line-height: 1.75em " 解决方案包含四部分：（1）推荐的样品制备方法；（2）不同色谱分离手段：如LC（亲水性的HILIC、疏水性的C30和常规C18）、GC和离子色谱构成；（3）质谱检测平台：由定性定量的Orbitrap平台（Q Exactive 系列、Exploris 480，Fusion系列），以及三重四级杆系列（TSQ Altis、Quantis）构成；（4）数据处理平台：由侧重非靶标代谢组学和代谢流的Compound Discoverer软件、脂质组学软件LipidSearch，以及大规模代谢物靶向定量的TraceFinder软件组成。 /p p style=" text-align: center" img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202004/uepic/d1ee2acf-1ea6-4c7f-a7e1-382c0c978f5a.jpg" title=" 图片 6.png" alt=" 图片 6.png" / /p p style=" text-align: center line-height: 1.75em text-indent: 2em " 图5：赛默飞代谢组学解决方案 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em " strong 4.1 特色解决方案1：离子色谱解决极性大代谢物分析难题 /strong /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em " 作为病毒侵染宿主重要的物质，糖酵解途径代谢产物、三羧酸循环代谢产物，NAD+以及核苷酸代谢物，因其重要的生物学功能，在代谢组学研究中越来越受到重视。以往这类化合物的检测，研究者多采用GC-MS技术，但由于这些代谢物的极性强、挥发性低，往往需要进行衍生化处理，大大增加研究者的工作量和数据挖掘过程中的不确定性。离子色谱作为液相色谱的一种，对糖类、氨基酸、核酸、有机酸等物质的分析起着重要的作用 sup [7] /sup 。 /p p style=" text-align: center" img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202004/uepic/9d130aa3-a2e5-4eaa-9c6c-7a7a2d7b59b2.jpg" title=" 图片 7.png" alt=" 图片 7.png" / /p p style=" text-align: center line-height: 1.75em text-indent: 2em " 图6：糖酵解途径中单磷酸糖类离子色谱研究 /p p style=" text-align: justify line-height: 1.75em text-indent: 2em " strong /strong /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em " strong 4.2 特色解决方案2：稳定同位素标记技术（代谢流组学） /strong /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em " 传统代谢组学分析的结果不能提供有关细胞内代谢率和代谢途径活性的信息 sup [8] /sup 。例如，丰度的变化提高可能来源于上游物质产量的增加，但也可能来自于下游物质消耗量的减少。同时应注意的是，生物体内的代谢物来源可能存在多条路径，因此代谢物丰度的变化也可能来源于已知或未知的代谢通路。因此，单纯从代谢物丰度变化的显著程度来解释疾病发生发展的过程，存在很大的不确定性。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em " 确定代谢物在代谢途径中的作用的最有希望的方法之一是“稳定同位素”示踪剂跟踪其去向 sup [8] /sup 。通过稳定同位素标记的葡萄糖或谷氨酰胺（含有 13C、15N），检测下游代谢物的稳定同位素标记的状态，代谢流量等参数，深度挖掘代谢物的精确流向，可提供相关代谢物在某一流路的动态变化信息。这项技术已成为近年来的研究热点技术之一，在肿瘤、糖尿病等疾病机制研究中大放异彩。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em " 多项研究表明，仪器的质量分辨率在代谢流研究中起着非常重要的作用 sup [8-9] /sup 。足够高的分辨率和质量精度可以排除背景离子干扰，从而在未知代谢物发现和代谢途径方面获得更好的结果。Demo实验室采用含有稳定同位素标记的 13C6葡萄糖和 sup [13] /sup C5 sup [15] /sup N2谷氨酰胺培养基中培养MDB-MA-231细胞， 24小时后检测样品中三磷酸腺苷（ATP）含量的变化。 随着仪器上的MS分辨率增加，同位素峰变得更加明确，13C和15N双标记的同位素代谢物在更高分辨率下得到基线分离。结果表明，高分辨率和稳定的质量准确度是准确分别同位素标记代谢物的重要因素，帮助更准确的示踪复杂样品中的代谢物同位素，确认代谢途径。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em " & nbsp /p p style=" text-align: center" img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 600px height: 377px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202004/uepic/b508ada2-56d5-493a-8837-a1075fed2739.jpg" title=" 图片 8.png" alt=" 图片 8.png" width=" 600" height=" 377" border=" 0" vspace=" 0" / /p p style=" text-align: center line-height: 1.75em text-indent: 2em " 图7：超高分辨率在区分ATP精细同位素上的重要性 /p p style=" text-align: justify line-height: 1.75em text-indent: 2em " strong /strong /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em " strong 4.3 特色解决方案3：脂质组学 /strong /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em " 我们看到在新冠病毒肺炎研究中，脂类发生了非常显著的变化。脂质组学作为一门新兴的研究学科，其成果对科学家深入理解细胞生理和病理过程十分重要。作为代谢组学的重要分支，脂质组学在研究细胞凋亡、信号传导、疾病感染、免疫功能、新生儿代谢缺陷等方面起着重要的作用 sup [9] /sup 。脂类化合物的代谢还与糖尿病、肝癌、肾病、乳腺癌密切相关 sup [10-12] /sup 。“十三五”重大项目指南，国家自然科学基金委员会等重大项目指南中，均把脂质研究列为重点研究专项，期望通过特异性脂质生物标记物的分析，我们有希望区分健康人群与患病风险人群，进行疾病早期诊断，为脂代谢紊乱疾病的预防和治疗提供理论基础 span style=" text-indent: 2em " & nbsp sup [10] /sup 。 /span /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em " 赛默飞和业内科学家紧密合作，在脂质组学应用中开发了完整的靶标和非靶标脂质组学分析流程，配合LipidSearch 专业脂质组学数据处理软件，可以快速实现脂质分子的自动鉴定和相对定量。 /p p style=" text-align: justify line-height: 1.75em text-indent: 2em " img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202004/uepic/fc1f1ac9-dc21-42ac-bf6d-766e3d9467c3.jpg" title=" 图片 9.png" alt=" 图片 9.png" / br/ /p p style=" text-align: center line-height: 1.75em text-indent: 2em " 图8：赛默飞脂质组学方案 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em " 我们期望通过全球各个国家和各个行业的共同协作，在攻克新型病毒上努力行动。作为赛默飞的成员，希望通过本文基于Orbitrap的多组学技术在SARS-CoV-2 研究进展的梳理，帮助一线的医务工作者和科研人员更好的发力，早日战胜这场疫情。谨以此文致敬白衣天使和深耕医学研究的学者。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em " 参考文献： /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em " 1.& nbsp Beger R D , Dunn W , Schmidt M A , et al. Metabolomics enables precision medicine: “A White Paper, Community Perspective”[J]. Metabolomics, 2016, 12(9):149. /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em " 2.& nbsp Zheng YY, Ma YT, Zhang JY, Xie X. Nat Rev Cardiol. COVID-19 and the cardiovascular system. 2020 May 17(5):259-260. doi: 10.1038/s41569-020-0360-5. /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em " 3.& nbsp Proteomic and Metabolomic Characterization of COVID-19 Patient Sera.https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2020.04.07.20054585v1 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em " 4.& nbsp Li S, Sullivan NL, Rouphael N, et al. Metabolic Phenotypes of Response to Vaccination in Humans. Cell. 2017 169(5):862–877.e17. doi:10.1016/j.cell.2017.04.026 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em " 5.& nbsp Coronavirus Infection and PARP Expression Dysregulate the NAD Metabolome: A Potentially Actionable Component of Innate Immunity /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em " 6.& nbsp N. C. Gassen et al., SKP2 attenuates autophagy through Beclin1-ubiquitination and its 235 inhibition reduces MERS-Coronavirus infection. Nat Commun 10, 5770 (2019). /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em " 7.& nbsp Wang J, Christison TT, Misuno K, et al. Metabolomic profiling of anionic metabolites in head and neck cancer cells by capillary ion chromatography with Orbitrap mass spectrometry. Anal Chem. 2014 86(10):5116-24 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em " 8.& nbsp Johnson CH, Ivanisevic J, Siuzdak G. Metabolomics: beyond biomarkers and towards mechanisms. Nat Rev Mol Cell Biol. 2016 17(7):451-9 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em " 9.& nbsp Vaz FM, Pras-Raves M, Bootsma AH, van Kampen AH. Principles and practice of lipidomics. J Inherit Metab Dis. 2015 38(1):41-52 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em " 10.& nbsp 刘虎威,白玉.脂质组学及其分析方法[J].色谱,2017,35(01):86-90. /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em " 11. Jiang Y, Sun A, Zhao Y, et al. Proteomics identifies new therapeutic targets of early-stage hepatocellular carcinoma. Nature. 2019 567(7747):257-261 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em " 12.& nbsp Garcia-Bermudez J, Baudrier L, Bayraktar EC, et al. Squalene accumulation in cholesterol auxotrophic lymphomas prevents oxidative cell death.& nbsp Nature. 2019 567(7746):118-122 /p p style=" text-align: justify line-height: 1.75em text-indent: 2em " br/ span style=" text-indent: 2em " /span /p p br/ /p p style=" text-align: right " 投稿来源：赛默飞色谱与质谱 /p p br/ /p

Xevo MRT新品应用速递 在今年ASMS美国质谱年会上，由英国萨里大学和沃特世联合发布的一篇海报，介绍了一套单细胞脂质组学工作流程，这套工作流程采用ACQUITY™ Premier液相色谱(LC)与新型多反射飞行时间质谱Xevo™ MRT系统，以脂质标准品和培养的人白血病单核细胞系建立而得。 结果表明： Xevo MRT可实现单细胞脂质组学分析，具有优异的分辨率、灵敏度、动态范围和质量精度； FACS提供了一种将细胞制备用于单细胞MS分析的精简工作流程； 展示了一套可对各种细胞类型进行单细胞分析的精简LC-MS工作流程。 参数研究和优化 使用浓度为0.5 - 1,000 ng/mL的EquiSPLASH® (Avanti Polar Lipids)稀释系列，在不同参数下进行LC和MS性能基准测试。后续实验选择以粗体突出显示的条件。 色谱柱填料：C18、C30、C8 色谱柱柱长：50 mm、100 mm、150 mm 色谱柱内径：2.1 mm和1 mm 梯度时长：3.7 min、6 min、12 min、19 min、28 min、29 min 流速：0.1 - 0.4 mL/min 图1.浓度为1,000 – 5 ng/mL的18:1 d7 LPC的平均总峰面积。 图2.(A)18:1 d7 LPC的提取离子流图(EIC)和(B)相应的质谱图。50 pg，12 min梯度，10 Hz，MSE，C18 CSH(1.7 µm 2.1×100 mm)。 左右滑动查看更多工作流程 单细胞MS工作流程 选择THP-1、C1R和Jurkat细胞系进行研究。用含有EquiSPLASH(100 ng/mL)的IPA提取混合细胞，并稀释至10,000、1000、100、10和1个细胞/µL的浓度。 此外，通过荧光激活细胞分选术(FACS)将细胞以1、10和100个细胞/孔的数量分配到96孔板中，并用含有EquiSPLASH(10 ng/mL)的IPA进行提取。使用Xevo MRT分析脂质组，并通过Progenesis™ QI、MetaboAnalyst和Lipostar等软件包进行数据分析。 结果 1 THP-1、C1R和Jurkat的BPI显示各类脂质的性质和丰度存在明显差异(图3)。这些细胞的不同特征亦可通过PLS-DA图(未显示)予以确证。从该图可看出，除空白、媒介、内标物和QC样品之外，这些细胞类型相对于彼此的离散位置。 图3.(A)THP-1、(B)C1R和(C) Jurkat(10,000份混合细胞提取)细胞的BPI色谱图。 2 此外，在1、10和100个细胞之间，可以观察到混合细胞稀释法和通过FACS制备的细胞之间存在明显分离(图4)。 图4.(A)通过FACS制备的C1R细胞所得PLS-DA图，(B)使用混合细胞稀释法制备的C1R细胞所得PLS-DA图。使用Progenesis QI鉴定脂质，并借助MetaboAnalyst完成统计分析和图像创建。 3 Lipostar以高置信度标注了各种脂质类别，如图5中的TG 52:4所示，其置信度得分为89.76。 图5.(A)TG 52:4的匹配碎片离子(蓝色，原始MS2，绿色理论碎片离子)，置信度得分为89.76。使用Lipostar和MS/MS验证器工具标注THP-1混合细胞稀释法结果。(B)来自THP-1(10,000个细胞)的MS1数据；(C)来自THP-1(1个细胞)的MS1数据。 4 可以使用LC-MS Toolkit从原始数据中探寻标注的脂质，例如PC 36:2(图6)，此标注可以在整个稀释系列中看到。 图6.(A)从10,000个细胞到THP-1的单个细胞中所提取稀释混合细胞的PC 36:2([M+H]+，计算值m/z 786.6007)总强度。(B)为PC 36:2的代表性MS1谱图，质量精度为380 ppb。 5 THP-1(1000个细胞)的脂质特征突显出从细胞中所提取脂质的样品内动态范围，以及使用Xevo MRT检测超过5个数量级的此类脂质的能力，如图7所示。 图7.Xevo MRT检测到的THP-1细胞内脂质的动态范围。定量曲线由具有通过内部数据库鉴定所得初步鉴定结果的脂质特征组成。 后记 近年来，前沿科学工作者们越来越关注单细胞研究，这也对质谱仪提出了更高的要求，要求其有更高的灵敏度、分辨率及分析速度等，沃特世新发布的多反射高分辨质谱Xevo MRT在较高的扫描速度如100Hz下可实现十万质量分辨率，可对单细胞脂质组进行分析。 本文中使用了Lipostar新软件，可对脂质结构进行快速确认，具体功能详情介绍参见：代谢组学和脂质组学全新软件MARS和Lipostar 2，现在这两款新软件也在限时试用中，可扫描下方二维码进行申请。 △扫描申请试用啦！ 相关阅读： 沃特世推出Xevo MRT质谱仪，为高速、高分辨率的质谱分析树立全新性能标杆 沃特世Xevo MRT新产品发布会在北京圆满举行

规律成簇的间隔短回文重复CRISPR与内切酶Cas9的组合，原本是细菌抵御病毒的重要武器，现在这一组合已经成为了最热门的基因组编辑利器。 　　2014年基因组编辑热潮在持续发酵，CRISPR/Cas9仍旧是最引人注目的话题之一，相关论文被大量下载和引用。纵观CRISPR/Cas9的发展我们可以看到，科学家们仍在追求最理想的基因组工程技术，而2015很有可能会成为基因组工程年。 　　这里我们不妨大胆预测一下，明年基因组工程领域会起那些波澜： 　　1. 大规模CRISPR/Cas9。2013年，麻省理工的CRISPR技术先驱张锋(Feng Zhang)和同事为我们展示了CRISPR/Cas9进行多重基因组编辑的能力。相信在2015年大规模CRISPR/Cas9全基因组操作将越来越多，同时新多重基因组编辑法会大量涌现，还很可能会出现大型的引导RNA数据库。在这样的趋势下，每个人都能在自己的基因组工程研究中用上CRISPR/Cas9。 　　2. CRISPR对簿公堂。2015年将有更多公司提供以CRISPR为基础的实验工具，基于CRISPR的药物也将离我们越来越近。在这种情况下，基础研究领域可能会迎来历史上最大的专利诉讼。目前有三个团队都宣称自己享有CRISPR/Cas9技术的部分专利权，他们很可能最终会对簿公堂，而专利权的归属将决定CRISPR/Cas9日后的命运。 　　3.用细胞来记录生命。假如细胞能将自己发生的所有事情记录下来，我们将会读到些什么呢?2014年Timothy K. Lu和Fahim Farzadfard在Science杂志上发表了一项令人振奋的成果。他们通过合成生物学技术，将细胞事件的模拟记忆编码在活细胞DNA中。虽然这类研究还处于早期阶段，但随着研究者们不断突破细胞工程的极限，我们期待在2015年看到更多的进展和应用。 　　当然了以上都只是我们的推测，基因组工程领域其实是很难预测的，因为相关技术发展得非常之快。你看，短短两三年CRISPR/Cas9系统就走了这么远。这些基因工程领域的预测是否过于保守，就让我们拭目以待吧。

安捷伦科技公司授予脂质组学专家 Jules Griffin 博士“思想领袖奖” 剑桥研究人员对肥胖与脂肪肝的进一步研究 2015 年 5 月 12 日，北京 —安捷伦科技公司（纽约证交所：A）今日宣布授予 Jules Griffin“安捷伦思想领袖奖”以表彰他为脂质组学付出的艰辛努力。 奖品包括一台 Agilent 6560 离子淌度 Q-TOF LC/MS 系统，Griffin 博士和他的团队将使用该系统推进他们在剑桥大学的人体组织脂质分析进程。Griffin 博士在剑桥大学生物化学系以及同属于剑桥大学的医学研究委员会的人类营养研究中心指导脂质分析和信号传导的研究。0} 该奖项的执行发起人、Agilent 6560 离子淌度技术负责组领导人 John Fjeldsted表示：“我们非常荣幸贡献出新型分析功能来帮助 Griffin 博士和他的实验室拓展肥胖和脂肪肝的研究领域。我们相信，Griffin 博士的研究将为已在多数人群中普遍存在的健康问题带来重要的见解。” Griffin 博士说道：“‘安捷伦思想领袖奖’将促进我们的研究方向，为什么某些特定种类的脂质在细胞内尤其具有毒性以及此现象是如何导致2 型糖尿病、心血管疾病和脂肪肝等疾病的产生等领域。当前我们仅有对个体进行脂质研究的工具，我们希望通过离子淌度技术提供一个新的分离维度，使我们能够真正实现对模型系统和患者样品的研究。” Fjeldsted指出希望此次合作也能开发出新的系统和软件，使更多临床研究领域广泛受益。 他说：“6560 的匀场离子淌度分离功能可大大增加在单次样品运行中收集到的信息量。与 Griffin 博士和他的团队携手合作，我们将能够确定需要开发出什么样的新软件工具以充分利用这些研究产生的大量数据。” “安捷伦思想领袖奖”为生命科学、诊断学和化学分析领域的权威思想领袖的研究提供科研经费、产品和专业技术方面的支持，无疑将推动基础科学的长足进步。如需了解有关此前获奖者的信息，请访问安捷伦的思想领袖网站。 关于安捷伦科技公司 安捷伦科技公司（纽约证交所：A）是生命科学、诊断和应用化学市场领域的全球领导者，是致力打造美好世界的顶级实验室合作伙伴。安捷伦与全球100多个国家的客户进行合作，提供仪器、软件、服务和消耗品，产品可覆盖到整个实验室工作流程。在2014 财年，安捷伦的净收入为40亿美元。全球员工数约为12000人。如需了解安捷伦科技公司的详细信息，请访问www.agilent.com。 编者注：更多有关安捷伦科技公司的技术、企业社会责任和行政新闻，请访问安捷伦新闻网站：www.agilent.com/go/news。

p style=" text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em " strong span style=" text-indent: 2em " 仪器信息网讯 /span /strong span style=" text-indent: 2em " 2020年6月，赛默飞发布了新一代四极杆-静电场轨道阱台式质谱仪Orbitrap Exploris 120。该款高分辨质谱仪扩展了赛默飞 Orbitrap Exploris 的质谱产品线，为实验室进行高通量靶标筛查和定量提供了便利和坚固的技术支持。正值ACCSI2020期间，仪器信息网邀请到赛默飞色谱与质谱分析生命科学与研究市场范超经理，请他就此款新品的技术创新之处和应用拓展等进行了介绍。 /span /p script src=" https://p.bokecc.com/player?vid=30AFA25D5513C4059C33DC5901307461& siteid=D9180EE599D5BD46& autoStart=false& width=600& height=350& playerid=621F7722C6B7BD4E& playertype=1" type=" text/javascript" /script p style=" text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em " 范超介绍到，经过15年的发展，赛默飞已经将高分辨质谱从实验室台式/落地式发展为可以比肩液相色谱仪器大小的高端质谱设备，其中经过了巨大的技术革新。可以看到，2020年推出的Orbitrap Exploris 120不仅外观小巧，同时还是一个专门针对小分子领域研究的技术平台。该产品扫描速度最高可达22Hz，且在保证高扫描速度的同时，还可实现最高120000的分辨率，以提高数据分析效率，避免干扰物的影响。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em " 针对生命科学领域中的代谢组学和脂质组学研究的难点，该产品内置了EASY IC内标校正源，可在仪器运行中实时校正质量轴，可实现连续五天质量漂移不超过1ppm，大大提升了小分子研究中仪器的稳定性。 /p

沃特世质谱技术研究人员Bob Bateman和John Hoyes荣获HUPO科学技术奖 沃特世公司（纽约证券交易所代码：WAT）近日于国际人类蛋白质组研究组织（HUPO）第15届国际大会上推出全新的数据采集模式SONAR™ ，该模式专为Xevo® G2-XS四极杆飞行时间（QTof）质谱仪（MS）而开发，提供全新的非数据依赖型采集（DIA）方案获取MS/MS数据。这项技术能够帮助分析科学家们提升实验室工作效率，同时让他们对生成的结果更有信心。借助SONAR数据采集模式，科学家们只需执行一次进样即可完成复杂样品中脂质、代谢物和蛋白质的定量和鉴定，免去了采用MS/MS方法分析时通常需要额外进行方法开发的麻烦。 沃特世在HUPO国际大会期间隆重介绍了这一新型MS采集模式。会议同时表彰了沃特世公司的高级质谱技术专家Bob Bateman和John Hoyes为推动质谱技术发展所作的杰出贡献。在现代蛋白质组学实验中，基于DIA的质谱技术是分析人员获取包含大量数据的样品谱图时常用的一项技术。随着蛋白质组学和脂类组学研究的不断发展，科学家们越来越追求针对性更强的实验，来定量分析特定的肽和蛋白质，这就需要进行额外的方法开发和重复分析。面对越来越复杂的样品，沃特世新推出的SONAR数据采集模式能够提供更丰富的信息，同时提升数据的清晰度。 沃特世公司的组学业务开发高级经理David Heywood表示：“如今的蛋白质组学研究已十分成熟，科学家们已经能够收集到蛋白质的大部分相关信息。现在，他们希望实现的目标是先针对某种蛋白质或特定的肽提出假设，然后采用靶向MS/MS定量方法就这种假设观点展开研究，而无需额外开发新的方法或实验。现在，借助SONAR数据采集模式，科学家们可以完成一站式分析并具有更高的选择性。这种模式可兼容高速UPLC分离，工作流程更加高效，通过一次进样即可完成更准确的定性和定量分析。” 沃特世科学家荣获HUPO国际大会表彰此次HUPO国际大会还向沃特世公司的技术研究顾问Bob Bateman和质谱技术总监兼首席科学家John Hoyes颁发了HUPO科学技术奖，以表彰他们为推动蛋白质组学研究技术发展与开发QTof质谱仪所作出的杰出贡献。 HUPO执行委员会在颁奖辞中表示：“QTof串联质谱仪在其问世初期对蛋白质组学的发展产生了巨大影响，这类质谱仪与纳升级液相色谱（LC）联用后，能够在蛋白质组分析中表现出无与伦比的性能。”Waters® （Micromass® ）Q-Tof™ 质谱仪自1996年进入市场以来不断进行技术创新，继上一次集成离子淌度分离技术之后，此次又增添了全新的SONAR MS数据采集模式。 SONAR为MS数据采集模式带来有效的性能提升SONAR在选择性方面实现的提升主要得益于质谱仪四极杆的运行方式。在SONAR模式下，四极杆并不会始终保持打开状态传输所有离子，而是扫描指定的质量范围，每次扫描可捕获200张谱图。这种四极杆运行方式让SONAR能够兼容快速的超高效液相色谱（UltraPerformance Liquid Chromatography® ，UPLC® ）分离，从而提高实验室分析通量。过去可能会发生色谱共洗脱的化合物现在可以通过四极杆实现分离并单独记录下来，数据库的搜索效率将随之得到提高。SONAR通过一次进样即可同时采集定量和定性数据。 HUPO国际大会于9月18日至22日在台北国际会议中心召开，期间将举办多场以SONAR技术为主题的研讨会。 SONAR数据可整合至Waters Progenesis® 和Symphony™ 软件分析工作流程，还可兼容Skyline等第三方软件包。由MassLynx® 软件控制的Waters Xevo G2-XS QTof质谱仪现已整合SONAR模式。 关于沃特世公司（www.waters.com）沃特世公司（纽约证券交易所代码：WAT）专注于为实验室相关机构开发和生产先进的分析和材料科学技术。50多年来，公司开发出一系列分离科学、实验室信息管理、质谱分析和热分析技术。

p 　　拔罐是以罐为工具，利用燃火、抽气等方法产生负压，使之吸附于体表，造成局部瘀血，以达到通经活络、行气活血、祛风散寒、解疲止痛、消肿抗炎等作用的疗法。拔罐疗法在中国有着悠久的历史，在古罗马及古希腊也曾盛行。在近年的运动会上，该疗法被众多奥运健儿所青睐，他们身上的拔火罐印记再次引发了全世界的关注。在以前的报道中，研究者的关注点多在于拔罐处的皮肤温改善、血压、热效应以及血氧含量或者受试者的客观感受评分，尽管这些能够说明拔罐有疗效，但其科学证据以及作用原理仍未得到很好的阐释。 /p p style=" text-align: center " img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201802/noimg/8de16af5-ab7a-4604-a49c-bbea5567b8c3.jpg" title=" 0.jpg" / /p p style=" text-align: center " span style=" color: rgb(0, 112, 192) " strong 陆军军医大学第二附属医院(重庆新桥医院)全军肿瘤研究所教授 李咏生 /strong /span /p p 　　2月20日，Cell Physiol Biochem杂志(IF=5.104)在线发表了陆军军医大学第二附属医院(重庆新桥医院)全军肿瘤研究所李咏生团队题为“Anti- Versus Pro-Inflammatory Metabololipidome Upon Cupping Treatment”的研究论文。该研究率先使用小鼠拔罐模型，运用Waters I-Class UPLC联合Sciex6500 Qtrap超高效液相-质谱联用仪建立的脂质代谢组学平台，揭示了拔罐疗法导致体内抗炎/促炎脂质代谢谱的变化规律，为拔罐疗法的潜在机制提供了科学支撑。硕士生张琦、研究实习员王湘和博士生颜桂芳为本文的共同第一作者，李咏生是通讯作者。 /p p style=" text-align: center " img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201802/noimg/5ee12d26-aafd-4167-aab4-80d041ecc0c1.jpg" title=" 0001.jpg" / /p p 　　该研究发现，拔罐后健康小鼠体内抗炎脂质显著升高(如PGE1, 5,6-EET, 14,15-EET, 11 10S,17S-DiHDoHE, 17R-RvD1, RvD5 和14S-HDoHE)，而促炎脂质(如12-HETE 和TXB2)明显下调。课题组进一步发现拔火罐疗法能减少脂多糖诱导的腹膜炎老鼠模型腹腔液中的促炎介质TNF-α及IL-6的产生。在体外实验中，5,6-EET, PGE1明显下调了未受脂多糖处理的巨噬细胞中TNF-α的水平，而5,6-EET, 5,6-DHET显著抑制了IL-6的水平。值得注意的是，在脂多糖处理后的巨噬细胞中，14,15-EET 和14S-HDoHE显著抑制了TNF-α及IL-6的水平；17-RvD1, RvD5 和PGE1可抑制TNF-α；然而，TXB2 和12-HETE进一步上调了脂多糖介导的TNF-α和IL-6的水平。因此，该研究说明拔罐可引起体内抗炎、促消退脂质成分的升高，促炎脂质的减少，为其促进机体免疫自稳提供了科学依据。 br/ /p p img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201802/noimg/ed66de9c-505c-497b-b3b8-75ad005e71bb.jpg" title=" 0002.jpg" / 　　据悉，李咏生教授为华中科技大学医学博士，美国哈佛医学院博士后，中国临床肿瘤学会CSCO“35岁以下最具潜力肿瘤医生”入选者。现为陆军军医大学第二附属医院肿瘤科教授、博士生导师，兼任陆军军医大学生物化学与分子生物学教研室教授、博士生导师，研究方向：肝癌脂质代谢组学。主持国家自然科学基金面上项目2项，参与课题及申请专利15项，发表文章50余篇，累计影响因子(IF)大于200。以第一/通信作者在Immunity、Cell Reports、Oncogene等杂志共发表SCI论文17篇，其中13篇IF& gt 5。论文被Nature，Science，Cell，PNAS 等著名杂志正面引用 1000余次，2篇论文被F1000收录。兼任美国免疫学家协会(AAI)、美国微生物学会(ASM)、美国癌症研究协会(AACR)、欧洲肿瘤免疫协会(EATI)会员、重庆市免疫学会理事、重庆市中西医结合学会肿瘤免疫治疗专委会委员等 Frontiers in Immunology副主编(Nature Publishing Group)；Current Cancer Therapy Reviews客座编委(Bentham Science Publishers)；同时还是Critical Care Medicine、Journal of Molecular Medicine (Springer)、Journal of Hematology & amp Oncology、Cancer Letters等15个SCI杂志特邀审稿人。 /p p style=" text-align: center " img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201802/noimg/b85e99c5-dcc6-4696-ba05-805cd5c0fd20.jpg" title=" 01.jpg" / /p p style=" text-align: center " span style=" color: rgb(0, 112, 192) " strong 陆军军医大学第二附属医院(重庆新桥医院)全军肿瘤研究所 strong style=" color: rgb(0, 112, 192) " 李咏生团队 /strong /strong /span /p p & nbsp & nbsp 李咏生教授创建了陆军军医大学第二附属医院脂质代谢组学平台，现已能检测脂肪酸、甘油酯、磷脂、固醇等多种脂类介质，并与哈佛医学院、密歇根大学、牛津大学、中科院、华中科技大学等著名高校和研究所建立了良好稳固的国内外合作，多次举办和受邀参加国内外学术会议，课题组在脂质组学和肿瘤免疫领域有较好的工作积累，已在前期研究工作、技术培训、转化医学平台搭建方面打下了坚实的基础。 /p p style=" text-align: right " 本文由李咏生教授供稿。 /p p span style=" color: rgb(0, 112, 192) " strong 更多资料： /strong /span /p p img src=" /admincms/ueditor1/dialogs/attachment/fileTypeImages/icon_pdf.gif" width=" 16" height=" 16" style=" width: 16px height: 16px " / span style=" text-decoration: underline color: rgb(0, 112, 192) " a href=" http://img1.17img.cn/17img/files/201802/ueattachment/7ed1667d-1cf8-49cb-b201-cc06879afa8b.pdf" style=" color: rgb(0, 112, 192) " Anti- Versus Pro-Inflammatory Metabololipidome Upon Cupping Treatment.pdf /a /span /p p style=" line-height: 16px " span style=" color: rgb(0, 0, 0) " 液质联用技术结合脂质组学技术揭示拔罐疗法科学原理 /span /p p style=" line-height: 16px " span style=" text-decoration: underline color: rgb(0, 112, 192) " a href=" http://www.instrument.com.cn/news/20180223/240444.shtml" _src=" http://www.instrument.com.cn/news/20180223/240444.shtml" style=" text-decoration: underline color: rgb(0, 112, 192) " http://www.instrument.com.cn/news/20180223/240444.shtml /a /span /p

货 号： CDDE-GLC-481-B-100MG 中文名称： 反式脂肪酸甲酯混标(13组分，C14-C22) 标准品 英文名称： GLC Reference Standard (Fatty acid methyl ester) GLC-481-B(13 components,C14-C22) 型 号： 100mg (-20℃保存) 品 牌： NU-CHEK 产品类别： 标准品 价格: 2400.00 促销价: 2160.00 促销时间: 2011年1月4日-2011年2月4日 促销价:2160 促销时间:2011年1月4日-2011年2月4日 了解更多产品请进入安谱公司网站 http://www.anpel.com.cn/

新冠病毒肺炎疫情至今已造成全球1.4亿人感染和300余万人死亡。随着疫情进展，突变病毒株不断出现，对中和抗体和疫苗的防护效果提出了严重挑战，迫切需要针对各型突变株中高度保守的转录复制过程开展深入研究，阐明关键药物靶点的工作机制，发现能够有效应对各种突变株的抗病毒药物。 新冠病毒是目前已知RNA病毒中基因组最大的一种病毒（约30 kb），其基因组编码了一系列非结构蛋白，并按照一定的空间和时间顺序，形成复杂的超分子蛋白质机器“转录复制复合体”（RTC），负责病毒转录复制的核心过程，包含了众多保守的抗病毒药物设计的关键靶点。由于基因组极大，同时聚合酶复制保守性较差，新冠病毒进化出一种独特的“复制矫正”（proofreading）机制，利用转录复制复合体中关键的nsp14蛋白对复制过程进行矫正，一旦发现聚合酶合成了错误配对的碱基，立刻通过nsp14具有的外切核酸酶（ExoN）将错误碱基处理掉，保证复制的准确进行，这也是病毒逃逸核苷类抗病毒药物的关键途径。同时，nsp14是一个独特的双功能蛋白，除负责复制矫正的外切核酸酶外，还拥有一个N7甲基化酶（N7-MTase），负责mRNA加帽过程关键的第三步催化反应。复制矫正和加帽过程如何进行，特别是两个截然不同的生化过程如何在一个nsp14蛋白中协同作用，是20多年来冠状病毒研究领域中最关键的几个“未解之谜”之一。 2021年5月24日，清华大学饶子和院士、娄智勇教授团队与上科大高岩博士合作在Cell发表研究论文Cryo-EM Structure of an Extended SARS-CoV-2 Replication and Transcription Complex Reveals an Intermediate State in Cap Synthesis，解析了新冠病毒超分子蛋白质机器“转录复制复合体”关键状态的三维结构，揭示了病毒mRNA加帽、基因组复制矫正、逃逸核苷类抗病毒药物的分子机制。这是该团队在新冠病毒转录复制复合体研究中，继在Science、Cell等期刊上连续发表4项成果后的又一重要工作。 新冠疫情爆发后，清华大学饶子和院士、娄智勇教授团队针对新冠病毒转录复制机制开展的深入研究，先后阐明了“核心转录复制复合体”（C-RTC）[1]、“延伸转录复制复合体”（E-RTC）[2]和“加帽中间态转录复制复合体”[Cap(-1)’-RTC][3]的工作机制。在此基础上，研究团队成功解析了Cap(-1)’-RTC与nsp10/nsp14形成的超级复合体Cap(0)-RTC的三维结构（图1）。 图1 新冠病毒Cap(0)-RTC的工作机制 在该复合体中，nsp9蛋白发挥了“适配器”（adaptor）的作用，通过与nsp14蛋白相互作用，将nsp10/nsp14复合体招募到Cap(-1)’-RTC中，从而利用nsp14的N7甲基化酶结构域完成mRNA加帽过程的第三步关键反应。尤为重要的是，研究团队发现Cap(0)-RTC在溶液状态下会形成稳定的同源二聚体。在二聚体中，解旋酶nsp13通过其1B结构域的重大构象变化，引导模板核酸链反向移动，引发产物链backtracking机制，从而将产物链3’末端传输至另一Cap(0)-RTC的nsp14外切核酸酶结构域的反应中心，完成错配碱基的矫正过程（图2）。 图2新冠病毒复制矫正的in trans backtracking机制 这一发现所提出的in trans backtracking的复制矫正机制，与真核/原核细胞RNA聚合酶Pol II的复制矫正机制具有一定的类似性，表明作为基因组最复杂的RNA病毒，新冠病毒的转录复制过程已与高等生物具有一定的类似性，阐明了冠状病毒研究领域20多年来悬而未决的关键科学问题。同时，复制矫正机制是新冠病毒逃逸核苷类抗病毒药物（如瑞德西韦）的关键机制，一旦核苷类药物被加入RNA产物链中，即会被病毒的复制矫正过程去除，从而丧失抑制活性，目前仅有NHC及其衍生物可以逃逸该过程。该成果也将对未来进一步优化和发展新型核苷类抗病毒药物提供关键的结构基础。 该成果的获得得益于研究团队在冠状病毒转录复制领域中17年多的长期积累。自新冠疫情发生后，研究团队系统研究了新冠病毒转录复制过程，阐明了关键药物靶点蛋白主蛋白酶Mpro和转录复制复合体多个状态三维结构，为认识病毒的生命过程、发展高效抗病毒药物提供了关键信息，先后在Nature[4]、Science[1]、Cell上[3,5]和Nature Communications[2]上发表系列研究论文，是国际上抗新冠药物靶点研究中最为系统、引用最多的工作之一。 清华大学饶子和院士、娄智勇教授/ChangJiang学者特聘教授和上海科技大学的高岩博士为共同通讯作者，清华大学医学院和生命学院的闫利明博士、杨云翔博士，以及博士生李明宇、张盈、郑礼涛、葛基、黄雨岑、刘震宇为共同第一作者。 专家点评（一） 钟南山（中国工程院院士） 从“非典”到“新冠”，科学依靠坚守 基础研究是科技创新的源头，是人类认识自然、适应和改造自然的知识源泉，需要科学家长期的坚守和耕耘。 自2003年“非典”开始，在不到20年的时间里，全球已经出现了3次由冠状病毒导致的传染病。尤其是此次新冠疫情，在全球已经造成超过1亿多人感染，而且随着疫情发展，突变病毒不断出现，一些已有的中和抗体不能很好的中和突变病毒，部分疫苗针对突变病毒的保护效果也有一定程度下降。深入认识病毒的生命周期，开发能够有效应对各种突变病毒的广谱抗病毒药物，将成为今后一段时间抗疫工作的重点内容之一。 目前针对新冠病毒的抗病毒药物研究，主要针对的是病毒转录复制过程的关键靶点蛋白，如蛋白酶和聚合酶等。针对这两个靶点的抑制剂已有相当数量的进入临床实验，例如瑞德西韦（Remdesivir）等。以瑞德西韦为代表的核苷类抗病毒药物主要作用于病毒的聚合酶，在被掺入产物核酸链后，阻断病毒核酸的合成，进而抑制病毒的转录复制过程。然而，在此类抑制剂进入临床研究后，其抗病毒效果与预期有一定差距。除药物代谢等问题外，冠状病毒通过特有的“复制矫正”（proofreading）机制逃逸核苷类抗病毒药物的抑制，可能是此类抗病毒药物抑制效果不佳的一个重要原因，目前仅有NHC及其衍生物能够躲避病毒复制矫正机制的干扰。对这个机制开展深入研究，将为今后发展广谱、高效的抗冠状病毒药物提供关键的科学信息。 子和教授及其团队在新冠疫情爆发后，针对新冠病毒转录复制机制开展了系统研究，先后阐明了“核心转录复制复合体”（C-RTC）[1]、“延伸转录复制复合体”（E-RTC）[2]和“加帽中间态转录复制复合体”[Cap(-1)’-RTC][3]的工作机制。在这些工作的基础上，他们又在世界上第一次成功组装成含有形式复制矫正功能的nsp14蛋白的超分子机器Cap(0)-RTC。通过结构分析，他们发现在Cap(0)-RTC形成的同源二聚体中，解旋酶通过自身构象改变，引导模板核酸链反向移动，引发产物链“回溯”（backtracking）机制，进而将产物链3’末端传输至另一Cap(0)-RTC的nsp14外切核酸酶结构域的反应中心。复制矫正机制是新冠病毒逃逸核苷类抗病毒药物的关键机制，一旦核苷类药物被加入RNA产物链中，在其被聚合酶感知为“错配碱基”后，立刻会被病毒的复制矫正过程去除，从而丧失抑制活性。他们的研究工作，为我们生动展现了这一过程的可能机制。复制矫正的回溯机制，是从低等到高等生物细胞保证基因复制准确性的重要机制，但在病毒中以往还没有发现此类机制。这一研究成果不但发现病毒中的类似机制，是认识生命进化的重要成果，而且为进一步优化和发展新型核苷类抗病毒药物提供了关键的结构基础。 子和教授自2003年SARS爆发后，就一直在冠状病毒转录复制机制研究领域开展工作，至今已坚持了18年。2003年SARS疫情爆发期间，我当时即已了解子和教授在SARS病毒的一系列成果，智勇教授那时才刚刚开始博士阶段的学习。子和教授的研究组在国际上率先解析了SARS-CoV主蛋白酶的三维结构[6]，并研发了一系列高效抑制剂[7]，他们当时在转录复制复合体上的研究[8]至今仍被国际同行认为是冠状病毒转录复制复合体机制研究的“开篇之作”。这些积累，为新冠疫情爆发后他们在新冠病毒基础研究中取得的一系列重要成果奠定了坚实的基础，通过阐明新冠病毒主蛋白酶和转录复制复合体多个状态的三维结构，为认识该病毒的生命过程、发展高效抗病毒药物提供了关键信息，先后在Nature[4]、Science[1]、Cell[3,5]和Nature Communications[2]上发表系列研究论文，是国际上抗新冠药物靶点研究中最为系统、引用最多的工作之一。 2020年9月11日，习近平总书记在科学家座谈会上总结了新时代科学家精神，强调要有勇攀高峰、敢为人先的创新精神，追求真理、严谨治学的求实精神，淡泊名利、潜心研究的奉献精神，集智攻关、团结协作的协同精神，甘为人梯、奖掖后学的育人精神。18年来，子和教授的团队中有100多人先后参与冠状病毒研究，累计发表50余篇研究论文，引用超过6000余次，均篇引用超过100次，一批早期参与的俊彦陆续成长为国家科研骨干。科学依靠坚守，子和教授团队在冠状病毒的奋斗历程，对科学家精神做了一个很好的诠释。 专家点评（二） 康乐（中国科学院院士） 从结构生物学角度认识新冠病毒的转录复制机制 新冠病毒造成的疫情，是近一个世纪以来人类面对的最大的一次公共卫生事件，深入研究病毒生命周期的分子机制，是认识病毒特征、研发抗病毒手段的关键所在。新冠病毒非常特殊，它的基因组是目前已知RNA病毒中基因组最大的一种，其生命过程所涉及的分子机制也非常复杂。新冠病毒通过两个机制保证蛋白质翻译和相对准确的转录复制过程，一是要在病毒mRNA前端加上一个帽结构（cap），用于维持mRNA的稳定性和蛋白翻译的有效进行；二是通过一个独特的“复制矫正”（proofreading）机制，对病毒基因组的复制实施控制，一旦发现核酸中的错配碱基，随时进行修正。病毒转录复制复合体上的nsp14蛋白参与了这两个关键过程，可通过其C端的N7甲基化酶完成mRNA加帽过程的第三步催化反应，同时还可通过其N端的外切核酸酶完成复制矫正过程。这一现象在“非典”病毒（SARS-CoV）即已发现，但20年来一直无法回答两个截然不同的过程如何由一个蛋白来协同执行，是冠状病毒研究领域中多年来关注的核心基础生物学问题之一。 清华大学饶子和教授、娄智勇教授团队与上海科技大学合作在Cell发表的这一工作，解析了两种不同状态的“Cap(0)转录复制复合体”Cap(0)-RTC的三维结构，发现在转录复制复合体中，病毒编码的nsp9蛋白发挥了“适配器”（adaptor）的作用，将nsp10/nsp14形成的复合体招募到聚合酶上，与聚合酶上的NiRAN结构域共同形成一个“共转录加帽复合体”（Co-transcriptional Capping Complex, CCC），展示了mRNA加帽过程中，mRNA 5’端在多个关键酶分子之间的传输路径，第一次明确揭示了基因组超大的RNA病毒是如何将以聚合酶为中心的“延伸复合体”（Elongation Complex, EC）与“加帽复合体”连接起来。更加重要的是，他们在研究中发现Cap(0)转录复制复合体在溶液状态下会形成稳定的同源二聚体，通过深入研究该二聚体的结构，提出了冠状病毒复制矫正中称之为反式回溯（in trans backtracking）的机制。进一步的研究发现，在二聚体中，一个Cap(0)转录复制复合体的聚合酶催化中心与另一个Cap(0)转录复制复合体的nsp14外切核酸酶结构域催化中心相对，使合成的产物RNA 3’末端能够通过回溯的方式传输到nsp14外切核酸酶结构域进行加工。同时，他们还发现解旋酶nsp13的1B结构域发生了重大构象变化，并通过与模板核酸链的作用，引导模板核酸链反向移动，引发产物链回溯机制。值得指出的是，通过回溯的方式进行复制矫正，在真核/原核细胞中广泛存在，但是在病毒中还是第一次观察到此类机制。虽然该过程与真核/原核细胞Pol II转录过程的复制矫正机制具有一定类似性，但在Pol II的研究中，并未观测到蛋白具有巨大的构象变化，因而Pol II中回溯的驱动力也不是十分明确，而该工作表明解旋酶通过构象变化提供了回溯的驱动力，为深入理解这一基础生物学过程提供了重要的范例。

p style=" text-align: justify line-height: 1.75em text-indent: 2em " strong 仪器信息网讯 /strong 2020年，新型冠状病毒肺炎在中国和国际的迅速传播引发了全球卫生紧急情况。仪器信息网在密切关注疫情发展态势的同时，也更加关注病毒感染的致病机理等相关研究进展。近年来，组学研究成为生命科学基础研究领域的重点，对于病理、毒理学、药物动力学等具有重要价值，相关高水平学术期刊大量报道了科研人员利用组学技术开展的病毒致病病理学的研究成果，也对于此次疫情的进一步研究具有一定参考意义。 /p p style=" text-align: justify line-height: 1.75em text-indent: 2em " 基于此，仪器信息网推出了 a href=" https://www.instrument.com.cn/zt/omics2020" target=" _blank" span style=" color: rgb(0, 112, 192) " strong “组学技术在病毒感染致病机制中的亮点研究及技术进展” /strong /span /a 专题，为广大业内专家及用户介绍基于蛋白组学或代谢组学等多组学技术在病毒感染致病机制中的研究应用及技术进展，增强业界专家与仪器企业之间的信息交流，提供更丰富、更专业的技术文章，谨以此致敬所有奋战在抗疫一线的白衣天使以及幕后深耕的研究学者。 /p p style=" text-align: justify line-height: 1.75em text-indent: 2em " 从2019年底由SARS-CoV-2引起的新型冠状病毒肺炎（COVID-19）具有高传染性，新型冠状病毒肺炎在中国武汉的出现及其在中国和国际的迅速传播引发了全球卫生紧急情况。住院患者的总死亡率在2.3％至11％之间。本文介绍了 strong 基于蛋白组学或代谢组学等多组学技术在病毒感染研究的应用及技术进展 /strong 。 /p p style=" text-align: center line-height: 1.75em text-indent: 2em " span style=" color: rgb(192, 0, 0) " strong 1.靶向蛋白定量方法研究新冠病毒感染蛋白动态变化 /strong /span /p p style=" text-align: justify line-height: 1.75em text-indent: 2em " strong 1.1 Orbitrap Eclipse高灵敏度平行反应监测靶向定量新冠病毒蛋白 /strong /p p style=" text-align: justify line-height: 1.75em text-indent: 2em " 最近，研究人员通过使用了赛默飞Orbitrap Eclipse检测SARS-CoV-2病毒蛋白肽段序列，作为潜在的诊断工具，利用easy1200液相和Eclipse质谱使用靶向方法-平行反应监测（PRM）追踪病毒感染Vero细胞样本中几种SARS-CoV-2蛋白的肽段变化。 span style=" text-indent: 2em " 作者最初研究了SARS-CoV-2蛋白PRM实验的检测限，主要是核衣壳（NCAP），这是最丰富的病毒蛋白，因此是比较好的候选测试项目。 /span span style=" text-indent: 2em " Orbitrap Eclipse 的PRM结果显示对该蛋白灵敏度可达到amol级别（大约为0.9pg）。粗略计算表明，这种灵敏度水平应足以检测理论上与约10000个SARS-CoV-2颗粒相对应的蛋白质量。其他SARS-CoV-2蛋白也被发现是PRM靶向方法的良好候选蛋白。 /span /p p style=" text-align: justify line-height: 1.75em text-indent: 2em " span style=" text-indent: 2em " （参考文献：https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2020.04.23.057810v1） /span /p p style=" text-align: center" img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 600px height: 417px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202004/uepic/3b037340-0003-46f0-a617-942d85139408.jpg" title=" 图片 1.png" alt=" 图片 1.png" width=" 600" height=" 417" border=" 0" vspace=" 0" / /p p style=" text-align: justify line-height: 1.75em text-indent: 2em " & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp 图. Orbitrap Eclipse靶向PRM监测SARS-CoV-2病毒蛋白肽段序列 /p p style=" text-align: justify line-height: 1.75em text-indent: 2em " 此外，作者还进行了整体蛋白质组学分析，在60-90分钟分析时间内，共鉴定出6500种相关蛋白质。这表明蛋白质组学可以用来研究病毒感染宿主细胞的蛋白质组，也是未来新兴的研究工具。 /p p style=" text-align: center line-height: 1.75em text-indent: 2em " span style=" color: rgb(192, 0, 0) " strong 2.蛋白质组学研究新冠病毒感染的调控机制研究 /strong /span /p p style=" text-align: justify line-height: 1.75em text-indent: 2em " span style=" color: rgb(0, 0, 0) " strong span style=" text-indent: 2em " 2.1 Orbitrap 高分辨质谱研究病毒宿主相互作用蛋白揭示感染机制 /span /strong /span /p p style=" text-align: justify line-height: 1.75em text-indent: 2em " 另外一篇研究关于SARS-CoV-2病毒的基因组有29811个核苷酸，编码28-29个蛋白质。它编码的蛋白质之一是蛋白质E，它是一种包膜蛋白，一种有助于形成病毒油泡的结构蛋白。一旦病毒进入细胞，它还将有其他的功能，例如，它附着在蛋白质上，有助于打开和关闭其基因，当E蛋白干扰时，模式可能会改变。 span style=" text-indent: 2em " 据报道，蛋白质E与寄主细胞中的溴多胺蛋白结合，Bromodomain 4（BRD4）是BET亚家族蛋白，通过识别乙酰化组蛋白提供了一个招募平台作用，与非组蛋白靶点相关，除与病毒蛋白复合外，还参与NFKB信号转导、Myc调控。此外，BRD4还与其它bromodomain蛋白存在协同作用，其中一些还可能执行泛素化功能。 /span /p p style=" text-align: justify line-height: 1.75em text-indent: 2em " 另有一位作者使用QE HFX质谱描述了BRD4相互作用蛋白的分子表型，使用了经BET抑制剂、与BRD4结合的化合物以及可能的其他bromodomain蛋白处理的人类B细胞系蛋白质组。已鉴定的蛋白定位于SARS-CoV-2病毒感染细胞的相互作用重编程途径和复合物中，如下图所示。（A proteomic model of SARS-COV2 infection by comparing the interactomes of BRD4 with BET-inhibition and SARS-COV2 viral proteins – implications for re-purposing approved drugs or ubiquitin-mediated degradation of select candidates） /p p style=" text-align: center" img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 600px height: 422px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202004/uepic/74611d77-e12d-4700-b696-f209d44d255a.jpg" title=" 图片 2.png" alt=" 图片 2.png" width=" 600" height=" 422" border=" 0" vspace=" 0" / /p p style=" text-align: center line-height: 1.75em text-indent: 2em " 图.蛋白组学分析SARS-CoV-2病毒感染细胞后BRD4相关互作蛋白 /p p style=" text-align: justify line-height: 1.75em text-indent: 2em " & nbsp strong 2.2. Q Exactive HF质谱非标定量技术监控病毒感染细胞实时变化 /strong /p p style=" text-align: justify line-height: 1.75em text-indent: 2em " 另一篇研究通过使用Q Exactive HF质谱进行鸟枪法蛋白质组学研究，重点是获得SARS-CoV-2感染的相关信息，确定病毒颗粒抗原产生的最佳条件。 /p p style=" text-align: justify line-height: 1.75em text-indent: 2em " 为了做到这一点，作者用SARS-CoV-2感染Vero E6细胞（MOI 0.01和0.001）。然后他们用LFQ（非标记定量方法）方法在几天内监测感染的实时变化。他们鉴定了3220个Vero细胞蛋白和6个SARS-CoV-2蛋白，其中细胞27388个和病毒94个特异肽段（FDR& lt 1%）。病毒蛋白水平在不同时间点的动态变化表明，SARS-CoV-2蛋白合成在感染后持续增加，在感染第3天左右达到最大值。为了评估MS获得的病毒图谱在多大程度上反映了病毒的产生，作者通过qPCR在同一时间点测量了SARS-CoV-2 RNA分子。他们观察到最丰富的病毒蛋白产量的变化，反映了SARS-CoV-2 RNA分子数量的变化，证实可以使用基于MS的LFQ非标定量监测SARS-CoV-2感染动力学。 /p p style=" text-align: justify line-height: 1.75em text-indent: 2em " 参考文献：（https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2020.04.17.046193v1） /p p style=" text-align: center" img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 600px height: 352px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202004/uepic/edfb0017-9692-44d5-877c-18107180805b.jpg" title=" 图片 3.png" alt=" 图片 3.png" width=" 600" height=" 352" border=" 0" vspace=" 0" / /p p style=" text-align: center line-height: 1.75em text-indent: 2em " 图. Q Exactive HF质谱进行鸟枪法蛋白质组学研究SARS-CoV-2感染的相关蛋白 /p p style=" text-align: justify line-height: 1.75em text-indent: 2em " strong 2.3 SILAC和TMT结合多重增强蛋白质动力学方法监控转录组和蛋白质组的变化 /strong /p p style=" text-align: justify line-height: 1.75em text-indent: 2em " 来自法兰克福大学医学病毒学研究所的Jindrich Cinatl教授和歌德大学医学院的Christian Mü nch教授团队发表的题为“SARS-CoV-2 infected host cell proteomics& nbsp revealpotential therapy targets” 的最新论文。在本篇工作中，作者建立了感染SARS-CoV-2的Caco-212细胞模型，运用一种新颖的多重增强蛋白质动力学(multiplexed enhanced protein dynamicsme,mePROD)方法进行蛋白质组学分析。能够在高时间分辨率下确定转录组和蛋白质组的变化，加速确证病毒致病性相关的生物途径以及寻找潜在的药物靶标。 /p p style=" text-align: justify line-height: 1.75em text-indent: 2em " 对感染细胞进行蛋白质组学分析，该策略取决于是否有合适的允许病毒感染的细胞培养模型，以及对蛋白质进行时间感染特征分析的敏感蛋白质组学方法。为了探究潜在的抗病毒药物，作者建立了一个针对SARS-CoV-2高度兼容的细胞模型，在病毒感染24小时后就能迅速见到细胞致病作用(cytopathogeniceffect,CPE)(图1A)。 /p p style=" text-align: justify line-height: 1.75em text-indent: 2em " span style=" text-indent: 2em " 研究人员在病毒感染细胞后的2h、6h、10h和24h，分别用定量PCR技术测量上清液中的病毒RNA拷贝数，发现感染后SARS-CoV-2 RNA数量不断增加（图1B）。这表明病毒在细胞中经历了完整的复制周期，成功建立了功能性的SARS-CoV-2细胞培养模型，该模型可以用于研究细胞中SARS-CoV-2生命周期的不同步骤。 /span /p p style=" text-align: center" img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 600px height: 255px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202004/uepic/74c24851-b71a-4b76-ad3e-48c2c19512b4.jpg" title=" 图片 4.png" alt=" 图片 4.png" width=" 600" height=" 255" border=" 0" vspace=" 0" / /p p style=" text-align: center" img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 600px height: 323px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202004/uepic/642389b8-9ba3-40e5-a6e4-5384db45b276.jpg" title=" 图片 5.png" alt=" 图片 5.png" width=" 600" height=" 323" border=" 0" vspace=" 0" / /p p style=" text-align: center line-height: 1.75em text-indent: 2em " 图.& nbsp SARS-CoV-2 在细胞内快速复制模型。 /p p style=" text-align: center line-height: 1.75em text-indent: 2em " A, 病毒感染24小时后的细胞形态变化 & nbsp & nbsp /p p style=" text-align: center line-height: 1.75em text-indent: 2em " B, 细胞上清液中病毒RNA拷贝数的增加 /p p style=" text-align: justify line-height: 1.75em text-indent: 2em " 为了确定SARS-CoV-2感染的时间分布，如下图所示，作者用SARS-CoV-2单次感染Caco-2细胞后培养2-24小时，并通过mePROD蛋白质组学的方法，即联用新蛋白代谢标记（SILAC）和串联质量标签（TMT）两种标记方法，进行蛋白差异分析。 /p p style=" text-align: justify line-height: 1.75em text-indent: 2em " span style=" text-indent: 2em " 首先，将SARS CoV-2病毒与Caco-2细胞孵育一定时间，在收集样品前两小时，将培养基更换为重标SILAC培养基以标记新合成蛋白质 带有部分SILAC标记的蛋白酶切成肽段，经TMT11plex试剂标记后通过high-pH反相分级，最后借助Easy nLC 1200-Q Exactive HF高分辨质谱平台进行高通量蛋白质组学分析，用以表征宿主和病毒基因表达变化。 /span /p p style=" text-align: center" img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 600px height: 320px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202004/uepic/8ae32504-08dc-4038-a16f-50dfdab799cd.jpg" title=" 图片 6.png" alt=" 图片 6.png" width=" 600" height=" 320" border=" 0" vspace=" 0" / /p p style=" text-align: center line-height: 1.75em text-indent: 2em " & nbsp 图.mePROD蛋白质组学分析流程 /p p style=" text-align: justify line-height: 1.75em text-indent: 2em " 在三个重复中，我们分别定量到大约4,200种和7,000种蛋白质的相对翻译速率和相对蛋白质水平。主成分分析（PCA）表明，在感染6小时后实验组首次从对照组中分离出来；随着感染时间的延长两组之间的差异越来越大（下图）。 /p p style=" text-align: center" img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 600px height: 455px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202004/uepic/b35166bd-e928-43eb-bf4f-efb68c04e26e.jpg" title=" 图片 7.png" alt=" 图片 7.png" width=" 600" height=" 455" border=" 0" vspace=" 0" / /p p style=" text-align: center line-height: 1.75em text-indent: 2em " 图.PCA分析结果 /p p style=" text-align: justify line-height: 1.75em text-indent: 2em " 与SARS-CoV–1病毒类似，许多RNA病毒会降低宿主细胞的蛋白合成；但是实验组与对照组的总体翻译率变化不大，仅在感染10小时后最大降低了23％（下图）。 /p p style=" text-align: center" img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 300px height: 486px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202004/uepic/0279f4d2-43c0-4ed1-8af4-000f7abb60d5.jpg" title=" 图片 8.png" alt=" 图片 8.png" width=" 300" height=" 486" border=" 0" vspace=" 0" / /p p style=" text-align: center line-height: 1.75em text-indent: 2em " 图, 不同时间点的整体翻译速率（N=3） /p p style=" text-align: justify line-height: 1.75em text-indent: 2em " 作者将用对所有定量到的病毒蛋白的平均水平作为参照，计算宿主蛋白与其的距离，对最相关的前10％的蛋白进行网络分析。结果显示宿主细胞本身翻译模式的广泛重塑，可能解释了如何避免总体蛋白质合成发生重大变化（如下图所示）。 /p p style=" text-align: center" img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 300px height: 408px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202004/uepic/00a705a5-e243-4531-af41-7c8c827accb6.jpg" title=" 图片 9.png" alt=" 图片 9.png" width=" 300" height=" 408" border=" 0" vspace=" 0" / /p p style=" text-align: center line-height: 1.75em text-indent: 2em " 图.前10％蛋白的通路分析结果 /p p style=" text-align: justify line-height: 1.75em text-indent: 2em " 在本篇研究中，通过对SARS-CoV-2感染对宿主细胞进行定量蛋白质组分析，确定了由SARS-CoV-19感染调节的宿主细胞通路，并揭示了药物抑制病毒在人体细胞中复制的相关靶通路。感染过程中细胞功能发生了重大调整，SARS-CoV-2重塑了翻译、剪接、碳代谢和核酸代谢等重要细胞代谢途径，并对这些途径相关的小分子抑制剂进行测试。结果揭示了SARS-CoV-2的细胞感染情况，并鉴定出抑制病毒复制的药物，这些结果也将指导开发COVID-19的治疗方案。 /p p style=" text-align: center line-height: 1.75em text-indent: 2em " span style=" color: rgb(192, 0, 0) " strong 3.Orbitrap高分辨质谱针对新冠病毒糖蛋白结构研究进展 /strong /span /p p style=" text-align: justify line-height: 1.75em text-indent: 2em " strong 3.1. Orbitarp Fusion质谱结合冷冻电镜解析SARS-CoV-2 S糖蛋白多糖结构 /strong /p p style=" text-align: justify line-height: 1.75em text-indent: 2em " 来自CCRC的Robert Woods实验室。通过大量实验生成了在SARS-CoV-2 S糖蛋白上发现的聚糖的三维结构。整个研究基于报道的S蛋白使用赛默飞冷冻电镜cryo_EM 分析3D结构和相关的糖组学数据（利用Orbitarp Fusion 质谱结合分析）。 /p p style=" text-align: justify line-height: 1.75em text-indent: 2em " 他们进行了分子动力学模拟，以观察多糖的微观异质性对表位暴露的影响。模糊位置为聚糖结构。M9型（绿色），M5型（深黄色），混合型（橙色），复合型（粉色）。 /p p style=" text-align: center" img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 300px height: 330px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202004/uepic/def92f5e-20fe-4269-b50d-36aa139f3bf9.jpg" title=" 图片 10.png" alt=" 图片 10.png" width=" 300" height=" 330" border=" 0" vspace=" 0" / /p p style=" text-align: center line-height: 1.75em text-indent: 2em " 图. SARS-CoV-2 S糖蛋白聚糖结构和多糖微观异质性 /p p style=" text-align: justify line-height: 1.75em text-indent: 2em " strong 3.2. Orbitrap Fusion Lumos质谱绘制新冠病毒SARS-CoV-2 S蛋白糖基化图谱 /strong /p p style=" text-align: justify line-height: 1.75em text-indent: 2em " 新型冠状病毒（SARS-CoV-2）中的刺突蛋白（Spike蛋白）是一种高度糖基化的蛋白质，是病毒结合和进入宿主细胞的关键调节因子，也是研发抗体及相关药物的关键靶点。该蛋白的位点特异性N-糖基化修饰（包含糖基化位点以及糖链信息）分析对于了解其功能和药物研发具有重要意义。在中国2020年3月，四川大学华西医院科研团队在生物学预印本bioRxiv在线发表文章“Site-specific N-glycosylation Characterization of Recombinant SARS-CoV-2 Spike Proteins using High-Resolution Mass Spectrometry”针对该蛋白的位点特异性N-糖基化修饰进行深入分析，具体实验流程如下图 /p p style=" text-align: center" img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 600px height: 283px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202004/uepic/0bffa430-0704-4b8e-aa77-7392ed0df0aa.jpg" title=" 图片 11.png" alt=" 图片 11.png" width=" 600" height=" 283" border=" 0" vspace=" 0" / /p p style=" text-align: center line-height: 1.75em text-indent: 2em " 图.利用orbitrap质谱分析新冠病毒S蛋白N-糖基化流程 /p p style=" text-align: justify line-height: 1.75em text-indent: 2em " 通过使用Orbitrap Fusion Lumos质谱技术的整合糖蛋白质组学新方法，绘制了新冠病毒SARS-CoV-2重组表达蛋白的所有糖基化修饰位点以及位点特异性的N-糖链组成图谱，如下图所示。 /p p style=" text-align: center" img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 600px height: 816px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202004/uepic/2d19678f-d802-4f1a-9b6e-0b0d883f4334.jpg" title=" 图片 12.png" alt=" 图片 12.png" width=" 600" height=" 816" border=" 0" vspace=" 0" / /p p style=" text-align: center line-height: 1.75em text-indent: 2em " 图. S糖蛋白位点特异性N糖基化位点修饰谱 /p p style=" text-align: center line-height: 1.75em text-indent: 2em " span style=" color: rgb(192, 0, 0) " strong 4.蛋白质组以及代谢多组学研究新冠病毒感染病人血清生物标志物 /strong /span /p p style=" text-align: justify line-height: 1.75em text-indent: 2em " strong 4.1多组学方法研究新冠肺炎轻重症患者血清中蛋白和代谢物生物标志物 /strong /p p style=" text-align: justify line-height: 1.75em text-indent: 2em " 西湖大学生命科学学院与合作团队对新冠肺炎患者血液中的蛋白质和代谢物分子进行系统检测，利用多组学方法研究重症患者的血清中存在多种蛋白和代谢物分子变化（Proteomic and Metabolomic Characterization of COVID-19 Patient Sera） span style=" text-indent: 2em " 并找到了一系列生物标志物，有望为预测轻症患者向重症发展提供导向。 a href=" https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2020.04.07.20054585v1" target=" _blank" （Proteomic and Metabolomic Characterization of COVID-19 Patient Sera） /a /span /p p style=" text-align: justify line-height: 1.75em text-indent: 2em " 实验对99例病毒灭活处理的血清样本进行了安全处理和质谱分析。根据现行临床诊断标准，这些血样被分为对照（健康）组、普通流感组、新冠感染轻症组、新冠感染重症组。运用QE HF质谱对样本的进行蛋白质组和代谢组分析，对血清样本中的蛋白和代谢物的相对浓度进行了广泛全分析，从而揭示了重症患者体内多种独特的分子调控。 /p p style=" text-align: center line-height: 1.75em text-indent: 2em " 具体流程如下图所示 /p p style=" text-align: center" img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 600px height: 211px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202004/uepic/268f6506-b9d2-4d2f-bdad-5f084133fc34.jpg" title=" 图片 13.png" alt=" 图片 13.png" width=" 600" height=" 211" border=" 0" vspace=" 0" / /p p style=" text-align: center line-height: 1.75em text-indent: 2em " 图.蛋白质组学结合代谢组学围绕新冠肺炎患者队列进行分析流程 /p p style=" text-align: justify line-height: 1.75em text-indent: 2em " 与对照（健康）组、普通流感组和轻症组相比，新冠肺炎重症患者的样本中出现了93种特有的蛋白表达和204个特征性改变的代谢分子。其中50种蛋白，与患者体内的巨噬细胞、补体系统、血小板脱颗粒有关。研究团队还发现，在新冠病毒感染的重症患者体内，有100多种氨基酸及100多种脂质均出现显著减少。见下图。 /p p style=" text-align: center" img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 600px height: 458px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202004/uepic/0d26783c-de7b-44cf-912b-dca3f55ae057.jpg" title=" 图片 14.png" alt=" 图片 14.png" width=" 600" height=" 458" border=" 0" vspace=" 0" / /p p style=" text-align: center line-height: 1.75em text-indent: 2em " 图.COVID-19感染后重症患者体内的巨噬细胞、血小板、补体系统的作用通路 /p p style=" text-align: justify line-height: 1.75em text-indent: 2em " 基于orbitrap质谱技术和机器学习分析方法，短时间内整合蛋白质组、临床、生物、代谢组、计算等多学科数据筛选出重症患者特征性的22个蛋白质和7个代谢物，有望可以辅助现有的诊断分析手段，实现更精准、高效的治疗。 /p p style=" text-align: justify line-height: 1.75em text-indent: 2em " 新型冠状病毒（2019-nCoV）肺炎疫情来势汹汹，牵动着每一个人的心，在这没有硝烟的抗疫战场上，白衣天使和医学研究者就是勇敢的战士。 span style=" text-indent: 2em " 我们整理了基于Orbitrap超高分辨质谱多组学技术在病毒感染致病机制和亮点研究，谨以此文致敬白衣天使和深耕医学研究的学者们，默默付出，勇敢向前，愿望早日完成胜利。 /span /p p br/ /p p style=" text-align: right " 投稿来源：赛默飞色谱与质谱 /p p br/ /p p br/ /p

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。

金属组学是系统研究生命体内自由或络合的金属/类金属的分布、含量、化学种态及功能的一门新兴学科。大科学装置可为金属组学研究提供卓越平台，发展新的金属组学研究框架。近日，中国科学院高能物理研究所与东北大学等合作，以硒超富集植物-堇叶碎米荠（Cardamine violifolia）单粒种子为研究对象，借助北京同步辐射装置X射线荧光微分析实验站硬件和软件功能升级契机，发展了基于同步辐射X射线荧光二维/三维成像技术、同步辐射X射线吸收谱技术、二维质谱成像技术以及微区计算机断层扫描（micro-CT）技术的空间金属组学（spatial metallomics）研究框架，实现了堇叶碎米荠单粒种子中有机硒和无机硒的原位二维/三维成像（图1），首次发现堇叶碎米荠种皮中存在甲基硒代化合物，加深了对堇叶碎米荠富硒机制的认知。相关研究成果以Spatial metallomics reveals preferable accumulation of methylated selenium in a single seed of the hyperaccumulator Cardamine violifolia为题，发表在Journal of Agricultural and Food Chemistry上。这是北京同步辐射装置X射线荧光实验站首次利用飞扫技术结合连续切片技术实现样品中元素三维成像（图2）。研究工作得到国家自然科学基金的资助，并获得北京同步辐射装置、高能同步辐射光源相关线站的支持。图1.堇叶碎米荠单粒种子的空间金属组学研究框架图2.同步辐射X射线荧光谱飞扫技术结合连续切片技术实现样品中元素三维成像

浙江中医药大学的韩贤林(Xianlin Han)教授在7月29日的《自然综述内分泌学》(Nature Reviews Endocrinology)杂志上发表了一篇题为“Lipidomics for studying metabolism”的综述文章，介绍了脂质组学(Lipidomics)在代谢研究中的应用。　　韩贤林现为浙江中医药大学基础医学院中医临床基础研究所的教授，是浙江省“千人”计划引进人才。其长期致力于脂质组学方法学的开发和应用，发表了大量高水平论文。　　随着基因组学、转录组学和蛋白质组学的快速发展以及功能基因组学研究的需要，对生物体或细胞内所有代谢产物进行定性和定量分析的代谢组学应运而生，并得到快速的发展。脂质是一类难溶于水的特殊代谢产物。除了作为生物膜的主要组成成分, 脂质类化合物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。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密切相关。　　近年来有关脂质的研究备受关注。2016年5月，中国科学院上海生命科学研究院营养科学研究所的研究人员证实，BTG1通过减少硬脂酰辅酶A 去饱和酶1(SCD1)丰度，改变肝脂质代谢改善了脂肪肝。这一重要的研究发现发布在《Science Signaling》杂志上(中科院团队Science子刊发表代谢研究新成果 )。　　由俄亥俄州立大学综合癌症中心- Arthur G. James癌症医院与Richard J. Solove研究所(OSUCCC - James)的研究人员领导的一项研究，发现了癌细胞利用来生成脂质的一个关键信号通路，其通过整合致癌信号，燃料利用率和脂质合成，支持了细胞分裂和快速的肿瘤生长。研究人员将他们的研究发现发布在2015年11月9日的Cancer Cell杂志上(华人学者Cancer Cell揭示癌症代谢新机制 )。　　肝脏是机体脂质代谢最为活跃的器官，肝细胞在脂质的摄取、转运、代谢及排泄中起着重要作用。来自清华大学生命科学学院的研究人员报告称，他们证实CREB转录共激活因子CRTC2通过调控SREBP1控制了肝脏脂质代谢。这一重要的研究发现发布在2015年7月6日的Nature杂志上(清华大学Nature发布代谢研究新成果)。　　以对生物体内所有脂质进行系统分析为目标的脂质组学作为一个重要分支，从代谢组学中独立出来。脂质组学是通过系统全面分析生物样品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。脂质组学现已成为代谢组学中最为活跃的研究领域之一。　　在这篇综述文章中，韩贤林教授指出机体内存在数千种脂质，它们的代谢通过许多的信号通路和网络相互交织在一起。这些网络还可以响应细胞环境的改变，如锻炼或疾病形成发生改变。检测这样的改变，了解相关信号通路对于充分认识细胞代谢至关重要。这样的需求催生了脂质组学的出现，使得能够利用一些分析化学原理来开展大规模的脂质研究。由于质谱分析法的分析能力以及一些新设备与技术的快速发展，质谱法被广泛地应用于脂质组学中，大大加速了这一领域的发展。这篇综述文章介绍了脂质组学，描述了可以帮助我们认识代谢信号通路的一些常见而重要的细胞代谢网络。重点介绍了脂质组学在研究脂质代谢和代谢疾病中的一些典型应用，以及未来脂质组学在研究代谢信号通路中的应用。

10月8日，中国分析测试协会网站发布《关于成立高效液相色谱仪性能测试方法标准研制工作组的通知》。通知中提到，为研究制定我国高效液相色谱仪性能测试方法的标准草案，分析测试协会将成立高效液相色谱仪性能测试方法标准研制工作组。并欢迎各单位推荐在高效液相色谱仪生产、性能测试、应用等方面具有较强能力的专家以个人的身份参加工作组的工作。

中国科技网讯 据美国物理学家组织网近日报道，英国牛津纳米孔技术公司在佛罗里达州基因组生物学与技术会议上宣布了一个爆炸性消息，即推出GridION和MinION两款基于新一代DNA测序技术的便携式基因组测序仪，后者仅有U盘大小，可插入电脑USB端口完成测序，价格仅900美元。 　　两个仪器都是基于纳米孔测序技术，采用一种特殊的蛋白在薄膜结构上打出纳米级小洞或小孔，在膜的一侧施加电压将单条DNA链(带负电)拉进纳米孔。当DNA的化学碱基通过时，引起细微的电流变化，测量这种变化即可识别出不同的碱基(T、C、G和A)组成顺序，然后通过电脑将每一部分的结果编织在一起呈现。人类基因组包含大约30亿个碱基，DNA测序就是将这些碱基的顺序识读出来。 　　该消息令投资者大为振奋，而对于牛津纳米孔技术公司的竞争对手美国Illumina公司和生命科技公司来说犹如一记重创。生命科技公司于今年初推出的最新台式离子质子序列发生器测序需要24小时，价格约15万美元。相比之下，如果将20个单元连接在一起，GridION可在15分钟内完成整个人类基因组测序，价格为5000美元 如U盘大小、即插即用的MinION可直接插入笔记本电脑USB端口测序。 　　无疑，新测序仪将带来DNA测序更为广泛的应用，允许非专业科学家提取DNA信息，即使在野外研究人员也可将样品置于仪器中，将其插入载有相关软件的笔记本电脑后，几乎片刻就会得到基因组样品的信息，以确定植物或动物的遗传性状。种子研究公司可使用它来分析田间作物，如查查是否有外源混合 肉类检查员可拿它测试不同类型的微生物 生物学家可以用它来寻找几代人基因中的微小变化。 　　然而，在这些愿景中也有小小瑕疵：目前这种设备有4%的错误率 MinION是一次性的，产量不如GridION高 尽管该公司称，在今年某个时候发售相关产品之前，价格会大幅下降，但对于许多应用者来说还是有些贵。

亚洲动植物基因组学大会 PAG ASIA 2024于6月5-7日在深圳成功举办。数百位中国、日本、韩国等亚洲基因组学研究的专家学者参加了本次大会，围绕最前沿的研究课题进行了深入探讨。 表型组学与基因组学互为表里，一方面表型组分析能够验证基因的实际功能及其与环境的关系，两者结合才能完整解释特定基因的作用以及如何发挥作用；另一方面，通过表型组筛选出优良品种，则可能发掘出发挥作用的关键基因。北京易科泰生态技术公司作为大会唯一动植物表型组学仪器与技术方案供应商参加了本次会议。易科泰表型组学研究技术在植物光合、抗逆、发育、次生代谢；大小鼠、家禽家畜、昆虫、水生动物以及人体能量代谢等研究方向上均可提供专业的技术方案，在本次会议期间，受到了参会专家的极大关注。 除草剂表型组学鉴定技术方案： 植物病理组学技术方案： 植物气候变化响应表型组学技术方案： 家禽能量代谢技术方案： 易科泰生态技术公司提供动植物表型组学研究检测全面解决方案：w 高通量、非接触、非损伤、数字化、可视化w FluorCam叶绿素荧光成像与PlantScreen高通量植物表型成像分析平台w PhenoTron® 系列植物表型成像分析平台，自动传送版、XYZ三维自动扫描成像版，或其它定制系统w FluorTron® 多功能高光谱成像分析系统、FluorTron® 光合表型成像分析系统w PhenoTron® 一体式智能LED培养与表型在线检测复式平台，适于组织培养、种子萌发及种苗表型分析、光生物学研究，为植物提供最佳光配方w PhenoTron® -SR，From shoots to roots，植物根系与种苗（土壤以上部分）高通量表型成像分析w PhenoPlot® 作物表型成像分析平台，基于易科泰近地遥感技术，轻便型或大型双轨平台，适于大田或温室作物原位表型成像分析w RhizoTron® 植物根系多功能高光谱成像分析系统w 大田机器人表型成像分析系统 w 便携式多功能能量代谢测量技术w 大鼠、小鼠等实验动物能量代谢测量技术w 灵长类能量代谢测量技术w 畜禽能量代谢测量技术方案w 果蝇能量代谢测量技术w 斑马鱼能量代谢测量技术w 人体能量代谢测量技术w 动物活动与生理指标（体温、心率等）监测技术