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脂质和脂肪酸分析方法的最新进展

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DOI:

10.3791/64976

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2023年3月3日

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本文内容

摘要

文章讨论:

Parrish, C. C., Wells, J. S. 测定海洋样品中的总脂质和脂质类别。可视化实验杂志。(178),e62315 (2021)。

Porter, MJ, Zhang, GL, Schnaar, RL 神经节苷脂提取、纯化和分析。可视化实验杂志。 (169),e62385 (2021)。

Angelini, R., Russo, S., Corcelli, A., Lobasso, S. 通过质谱法对白细胞中的心磷脂进行指纹识别以快速诊断 Barth 综合征。可视化实验杂志。(181),e63552 (2022)。

Salar-Behzadi, S., Corzo, C., Laggner, P.一组已建立的分析工具,用于研究脂质辅料的固态改变。 可视化实验杂志。(186),e63993 (2022)。

社论

脂质代表了一大类分子,在生物过程中起着至关重要的作用。由于不同生物系统中的脂质种类数量庞大、种类繁多,快速准确地定量脂质仍然是一项艰巨的任务,尤其是当目标分子是复杂且稀有的低丰度脂质种类时。脂质提取、鉴定和定量方面的最新进展极大地促进了对不同脂质物种功能的理解。本方法集旨在涵盖为分析来自不同资源的脂质而开发的方法的最新进展,包括样品制备、分离、鉴定和定量方面的进展。

Parrish 和 Wells 描述的方法的目的是确定总脂质含量并区分海洋样品中的脂质种类1。海水中的脂质和生物标本首先通过过滤收集,然后在非极性有机溶剂中通过液-液萃取回收,这些溶剂由氯仿或氯仿和甲醇的混合物组成。当存在固体时使用后一种混合物。在甲醇中用H2SO4 进行FAME衍生化后,通过棒状薄层色谱法测量脂质,并用火焰电离法检测。该方法的优点是,可以在分离步骤中使用定义截止值的过滤器分离海洋样品的含颗粒脂质部分。此外,液-液萃取有助于脂质与水基质中的其他组分分离。脂质的疏水性质有助于从海洋样品中分离脂质及其富集。该协议可能应用于旨在评估生态系统健康的生态和生物地球化学研究,例如测量人为对生态系统影响程度的研究。

神经节苷脂是含唾液酸鞘糖脂,在大脑中含量极为丰富。神经节苷脂是跨癌症、新陈代谢和脑功能的生理调节剂和治疗靶点。在这种情况下,Porter等人描述了可用于神经节苷脂2的分离,纯化和半定量或定性分析的台式方法。这些技术包括薄层色谱分析,可以在大尺度和小尺度上最大限度地提高神经节苷脂产量,同时简化纯化,并且还可以确保最佳回收率和准确分析。此处描述的方法对于对生物医学发现和治疗开发中的神经节苷脂分离、纯化和分析感兴趣的研究人员很有用。

Angelini等人开发的方法用于通过MALDI-TOF质谱法生成白细胞的心磷脂指纹图谱3。该方法可以测量单溶酶心磷脂和心磷脂之间的比率,以快速诊断巴特综合征。MALDI-TOF质谱用于获取少量各种生物样品的脂质谱,以识别脂质生物标志物或病理改变。该技术的主要优点是在从 1 mL 血液中分离出白细胞后立即通过单轮质谱法检测诊断性脂质物种。该检测的高效率、眼睛敏感性和特异性使其成为一种合适的诊断测试,可以纳入临床实验室筛查巴特综合征的常规工作中。

脂基辅料(LBEs)具有低毒、生物相容性好、天然加工等优点,LBEs的应用有助于医药制造的可持续发展。因此,了解 LBE 的固态变化及其对 LBE 药品性能的影响是制造强大的脂质剂型的关键因素。Salar-Behzadi等人描述的方案表明,X射线衍射和差示扫描量热法可以称为固态LBE研究的金标准4。当 LBE 用作包衣材料或封装基质时,差示扫描量热法 (DSC) 可以筛选脂质的热行为并评估潜在活性药物成分 (API) 的混溶性。

尽管脂质分析方案有据可查,但为了应用于不同的科学领域,它们通常需要根据研究条件和样品类型进行修改。在水生科学中,确定水生生物的脂质种类和含量是一个蓬勃发展的研究领域5.Chromarod Iatroscan TLC-FID 系统可以从小样品中快速生成天气脂类数据。因此,它可用于在进行详细的色谱研究之前筛选海洋样品。当与定性显微方法相结合时,该系统可以成为研究微观结晶的非常有用的工具。

迄今为止,异构脂质的表征仍然具有挑战性,因为存在具有复杂结构的物质,例如双键位置、不同的取向以及具有不同官能团立体化学的多个酰基链连接6。未来,将需要联合方法和/或先进的分析技术来进行有效的脂质表征,更重要的是,更好地了解不断发现的新型脂质物种7。应开发进一步的分析工具以匹配所选的样品制备工艺。为了设计高效的脂基药物,有必要了解脂质的结构-功能-可加工性关系。这种理解反过来又将导致新的脂质功能作用的建立以及更有效的疾病诊断和药物的开发。此外,非常需要快速筛选产生脂质或脂肪酸的细胞的高通量方法。在此背景下,该方法集合表明,优化的分析技术可以高精度和特异性地表征多种脂质种类,并且当前方法的优化和标准化可以促进对脂质生物学机制及其用途的理解。

披露

作者没有什么可透露的。

参考文献

  1. Parrish, C. C., Wells, J. S. Determination of total lipid and lipid classes in marine samples. Journal of Visualized Experiments. (178), e62315(2021).
  2. Porter, M. J., Zhang, G. L., Schnaar, R. L. Ganglioside extraction, purification and profiling. Journal of Visualized Experiments. (169), e62385(2021).
  3. Angelini, R., Russo, S., Corcelli, A., Lobasso, S. Fingerprinting cardiolipin in leukocytes by mass spectrometry for a rapid diagnosis of Barth syndrome. Journal of Visualized Experiments. (181), e63552(2022).
  4. Salar-Behzadi, S., Corzo, C., Laggner, P. A package of established analytical tools to investigate the solid-state alteration of lipid-based excipients. Journal of Visualized Experiments. (186), e63993(2022).
  5. Couturier, L. I. E., et al. State of art and best practices for fatty acid analysis in aquatic sciences. ICES Journal of Marine Science. 77 (7-8), 2375-2395 (2020).
  6. Zheng, X., Smith, R. D., Baker, E. S. Recent advances in lipid separations and structural elucidation using mass spectrometry combined with ion mobility spectrometry, ion-molecule reactions and fragmentation approaches. Current Opinion in Chemical Biology. 42, 111-118 (2018).
  7. Merrill, A. H., Dennis, E. A., McDonald, J. G., Fahy, E. Lipidomics technologies at the end of the first decade and the beginning of the next. Advances in Nutrition. 4 (5), 565-567 (2013).

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