硼同位素标记辅助超高效液相色谱-高分辨率质谱联用技术用于发现和鉴定顺式二醇类代谢物

顺式二醇类代谢物是一类重要的生物活性分子，它们广泛存在于生物体中，参与调节各种重要的生物活动。全面分析生物样本中的顺式二醇类代谢物有助于了解这类代谢物在生物体内分布情况，对深入研究其生物学功能具有重要意义。最近，武汉大学化学与分子科学学院的冯钰锜教授（点击查看介绍）课题组利用硼(B)元素的同位素特征，以硼酸试剂作为同位素标签，结合液相色谱-高分辨质谱(LC-HRMS)建立了一种具有高灵敏度和高选择性的分析方法用于筛查和鉴定生物样本中的顺式二醇类代谢物。在该方法中，硼酸试剂2-methyl-4-phenylaminomethylphenylboronic acid (2-methyl-4-PAMBA)被用于高选择性的衍生顺式二醇类化合物。2-methyl-4-PAMBA的标记可以提高顺式二醇类代谢物的质谱检测灵敏度，并且根据¹⁰B和¹¹B的天然同位素特征，可以高选择性地筛查顺式二醇类代谢物。接着，作者还研究了顺式二醇代谢物的2-methyl-4-PAMBA标记产物的多级质谱裂解规律，总结出可用于推断顺式二醇位置的质谱裂解特征，并结合数据库对筛查到的顺式二醇代谢物候选物进行结构鉴定。利用该方法，作者在水稻中筛查到了包括甘油单酯、多羟基脂肪酸、脂肪醇等在内的45个顺式二醇类代谢物。

图1. 硼同位素标签辅助液相色谱-高分辨质谱用于筛查和鉴定顺式二醇类代谢物原理

最后，作者研究了镉胁迫条件下顺式二醇类代谢物含量的变化，他们发现在镉胁迫条件下，水稻中多羟基脂肪酸含量明显升高，推测该类物质或可作为保护剂提高植物的环境耐受性。这个研究工作所建立的方法还可用于多种生物样本如血清和尿液中顺式二醇类代谢物的筛查和鉴定。

图2. 质荷比526.35 (544.36-526.35) 碎片离子的三级质谱图: (a) 2-methyl-4-PAMBA标记的 5, 6-DHET的三级谱图; (b) 2-methyl-4-PAMBA 标记的 8, 9-DHET的三级谱图 8, 9-DHET; (c) 2-methyl-4-PAMBA 标记的 11, 12-DHET的三级谱图; (d) 2-methyl-4-PAMBA 标记的 14, 15-DHET的三级谱图; 红色星号标记的碎片离子都由硼酸酯α-C裂解产生; (e) 2-methyl-4-PAMBA标记的8, 9-DHET硼酸酯α-C裂解可能的路径

这一成果近期发表在Analytical Chemistry 上，文章的共同第一作者是武汉大学博士研究生熊偲凤和丁俊博士。

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Boron Isotope Tag-Assisted Ultrahigh-Performance Liquid Chromatography Coupled with High-Resolution Mass Spectrometry for Discovery and Annotation of cis-Diol-Containing Metabolites

Cai-Feng Xiong, Jun Ding, Quan-Fei Zhu, Ya-Li Bai, Xiao-Ming Yin, Tian-Tian Ye, Qiong-Wei Yu, Yu-Qi Feng*

Anal. Chem., 2021, DOI: 10.1021/acs.analchem.0c05037

导师介绍

冯钰锜

https://www.x-mol.com/university/faculty/13605