2019年2月25日，普渡大學(xué)張文鵬博士、清華大學(xué)歐陽證、瑕瑜教授和湖北醫(yī)藥學(xué)院附屬東風(fēng)醫(yī)院陳琴華教授合作研究新型的直接微采樣質(zhì)譜分析技術(shù)，在Angewandte Chemie International Edition（《德國應(yīng)用化學(xué)》）雜志上發(fā)表了一篇題為“Polymer Coating Transfer Enrichment for Direct Mass Spectrometry Analysis of Lipids in Biofluid Samples”的文章[1]。此方法利用聚合涂層轉(zhuǎn)移富集法，對少量體液樣品中脂質(zhì)進(jìn)行快速質(zhì)譜分析和定量；通過與光化學(xué)衍生化方法聯(lián)用，該方法還可以快速測定脂質(zhì)結(jié)構(gòu)的C = C位置，并可進(jìn)行潛在的POC生物標(biāo)記物分析。

 脂質(zhì)是細(xì)胞膜的基本組成部分，是細(xì)胞能量的來源，也是炎癥和代謝等細(xì)胞信號傳導(dǎo)過程的重要介質(zhì)。體液中的脂質(zhì)含有豐富的代謝信息，脂質(zhì)組的改變與癌癥、心血管疾病和阿爾茨海默病等疾病的發(fā)展密切相關(guān)，它可以反映某些疾病的狀態(tài)，可作為生物標(biāo)記物。雖然已有的原位電離方法如紙噴霧法等已被用于體液分析，但由于解吸困難和電離效率低，所以并沒有被應(yīng)用到體液的脂質(zhì)分析中。清華大學(xué)歐陽證、瑕瑜教授與普渡大學(xué)長期合作，致力于小型質(zhì)譜系統(tǒng)、原位采樣電離及脂質(zhì)分析方法的開發(fā)。針對體液脂質(zhì)分析的問題，該團(tuán)隊(duì)使用共價(jià)鍵合修飾、快速原位聚合的方法制備了一種新型的聚合物涂覆電噴霧毛細(xì)管，提出了一種新的直接微采樣技術(shù)：聚合涂覆轉(zhuǎn)移富集（PCTE）。該方法不僅可以快速(1 min)、靈敏、定量地進(jìn)行脂質(zhì)質(zhì)譜分析，還能對少量生物體液脂質(zhì)C=C位置異構(gòu)體進(jìn)行鑒定。該方法在臨床檢測等領(lǐng)域中具有極大的應(yīng)用前景。 

 原位電離技術(shù)已成為質(zhì)譜行業(yè)技術(shù)發(fā)展的重點(diǎn)方向，該類技術(shù)具有在樣品分析前無需預(yù)處理、分析速度快、成本低、操作簡單等特點(diǎn)，近十年內(nèi)不斷涌現(xiàn)出新技術(shù)及應(yīng)用進(jìn)展。首批被質(zhì)譜行業(yè)廣泛關(guān)注的原位電離技術(shù)包括2004年起普渡大學(xué)Cooks團(tuán)隊(duì)研發(fā)的解吸電噴霧電離（DESI）[2]，以及后續(xù)的直接分析電離源（DART）[3]、電噴霧輔助激光解吸附電離（ELDI）[4]、低溫等離子體（LTP）[5]及萃取電噴霧電離源[6]等。憑借DESI獨(dú)特的表面分析功能， Prosolia 公司在2008年推出第一臺 DESI 原位分子成像儀，應(yīng)用于器官組織等切片樣品中關(guān)鍵物質(zhì)的快速分析中。2018年7月23日，沃特世公司收購Prosolia的DESI產(chǎn)品，并進(jìn)一步將其應(yīng)用于疾病診斷及創(chuàng)新療法中。

 2010年，歐陽證教授與Cooks教授合作，在普渡大學(xué)開發(fā)了適用于定量分析及試劑盒設(shè)計(jì)的紙噴霧離子化（Paper Spray）[7]和紙基毛細(xì)管噴霧（Paper Capillary Spray）技術(shù)[8]，后者用于清譜科技小質(zhì)譜系統(tǒng)所用的試劑盒產(chǎn)品設(shè)計(jì)。2014年，歐陽證團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步發(fā)開了用于分析體液中代謝物及藥物的液栓流微萃取技術(shù)（Slug-flow Microextraction, SFME）[9]，利用液-液微萃取方法進(jìn)一步提高萃取效率，提升原位電離方式的靈敏度；本文報(bào)道的方法在SFME技術(shù)基礎(chǔ)上，引入功能表面涂層，有效提升了對血液中脂質(zhì)的直接萃取；結(jié)合高效率內(nèi)標(biāo)引入方法和光化學(xué)衍生化，在實(shí)現(xiàn)快速、靈敏和定量的脂質(zhì)質(zhì)譜分析的同時，能夠C = C位置異構(gòu)體進(jìn)行快速、準(zhǔn)確鑒定。

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參考文章：

[1] W. Zhang, S. Chiang, Z. Li, Q. Chen, Y. Xia, Z. Ouyang. Polymer Coating Transfer Enrichment for Direct Mass Spectrometry Analysis of Lipids in Biofluid Samples. Angew. Chem. Int. Ed. 2019, doi:10.1002/anie.201900011.

[2] Z. Takáts, J.M. Wiseman, B. Gologan, R.G. Cooks. Mass Spectrometry Sampling Under Ambient Conditions with Desorption Electrospray Ionization. Science 2004, 306, 471-473.

[3] R.B. Cody, J.A. Laramée, H.D. Durst. Versatile New Ion Source for the Analysis of Materials in Open Air under Ambient Conditions. Anal. Chem. 2005, 77, 2297-2302.

[4] J. Shiea, M.-Z. Huang, H.-J. Hsu, C.-Y. Lee, C.-H. Yuan, I. Beech, J. Sunner. Electrospray-assisted laser desorption/ionization mass spectrometry for direct ambient analysis of solids. Rapid Commun. Mass. Sp 2005, 19, 3701-3704.

[5] J.D. Harper, N.A. Charipar, C.C. Mulligan, X. Zhang, R.G. Cooks, Z. Ouyang. Low-Temperature Plasma Probe for Ambient Desorption Ionization. Anal. Chem. 2008, 80, 9097-9104.

[6] H. Chen, A. Wortmann, W. Zhang, R. Zenobi. Rapid In?Vivo Fingerprinting of Nonvolatile Compounds in Breath by Extractive Electrospray Ionization Quadrupole Time-of-Flight Mass Spectrometry. Angew. Chem. Int. Ed. 2007, 46, 580-583.

[7] H. Wang, J. Liu, R.G. Cooks, Z. Ouyang. Paper spray for direct analysis of complex mixtures using mass spectrometry. Angew. Chem. Int. Ed. 2010, 122, 889-892.

[8] Y. Ren, S. Chiang, W. Zhang, X. Wang, Z. Lin, Z. Ouyang. Paper-capillary spray for direct mass spectrometry analysis of biofluid samples. Anal. Bioanal. Chem. 2016, 408, 1385-1390.

[9] Y. Ren, M.N. McLuckey, J. Liu, Z. Ouyang. Direct Mass Spectrometry Analysis of Biofluid Samples Using Slug‐Flow Microextraction Nano‐Electrospray Ionization. Angew. Chem. Int. Ed. 2014, 53, 14124-14127.