结构生物化学/脂类/基于质谱的脂质组学研究的样品制备
代谢组学是研究细胞中非蛋白质的、低分子量的中间产物（代谢组）以及脂肪（脂类），而脂类构成了代谢组中最大的子集。因此，脂质组学是代谢组学的一个子类别，它是对脂类的结构和功能进行详细分析和表征。脂质组学有两种类型：靶向和非靶向。靶向脂质组学是指在分析开始之前就已知要监测的脂类种类，而非靶向脂质组学则只是探索和尝试寻找新的脂类。对于非靶向脂质组学，使用质谱法并搜索新的m/z比值峰。各种各样的脂类构成了细胞膜，分析它们与膜结合蛋白的相互作用可以导致进一步的分析，例如对药物相互作用的洞察。
JJ汤姆逊爵士发明了质谱仪，它可以观察样品的质荷比。根据文章“质谱法在脂类和膜中的应用”，质谱法在脂质组学领域有四个主要应用（1）：1）两种当前基于质谱的脂质组学方法 2）基于质谱的新型脂类结构测定 3）氘交换质谱法研究与脂类膜相关的蛋白质的位置和方向 4）通过基质辅助激光解吸质谱（1）在组织中对脂类进行成像的进展
LIPIDS MAPS联盟根据其化学功能骨架定义了8类脂类：脂肪酰基、甘油磷脂、鞘脂、甾醇脂、异戊烯脂、糖脂和聚酮化合物
有两种方法可以为质谱创建样品制备。第一种方法是通过分离简化进行的全面脂质组学分析，更广为人知的是CLASS。这种方法基于使用提取和色谱分离来分离不同的脂类类别。首先，脂类的组分进行色谱分离，然后直接添加到质谱仪中（“分而治之”方法）。为了分离脂肪酸的组分，有两种方法，高效液相色谱和气相色谱。HPLC直接与质谱仪耦合，“气相色谱需要对游离脂肪酸进行衍生化”，因为它没有电喷雾电离（1）。电喷雾电离允许在液体介质中对蛋白质进行电离，而无需衍生化。为了提高电离效率，可以向电喷雾电离溶液中添加少量醋酸铵。CLASS方法最大限度地减少了在另一种方法（鸟枪法）中观察到的离子抑制。鸟枪法省略了色谱分离，并采用不同的离子源极性同时分析所有脂类类别。对于此方法，研究人员必须仔细选择电喷雾电离、电喷雾电离添加剂和质谱模式。这种方法的缺点是离子抑制。低水平的物质无法检测到；因此，CLASS方法是一种更优选的方法。
对于这两种方法，都需要进行一般的细胞或组织制备（1）：1）培养细胞或组织并进行探针处理（激活或扰动） 2）将脂质组与未受扰动的对照样品进行比较 3）通过超声处理破坏储存在细胞壁内的脂类并产生均匀的匀浆 4）在提取之前，使用内标以能够确定样品中脂类的绝对数量 5）蒸发含有提取物的溶剂并将剩余的脂类重新悬浮在液体介质中，该介质最适合直接注入质谱仪或在CLASS之前的介质中与气相或液相色谱兼容（1）
1. Annu Rev Biochem. 2011 Jun 7;80:301-25. 质谱法在脂类和膜中的应用。Harkewicz R，Dennis EA。来源加州大学圣地亚哥分校医学院化学与生物化学系和药理学系，美国加利福尼亚州拉霍亚92093-0601。[email protected]