IonKey/MS 应对脂质组学挑战

2020-10-30 17:42:15, Waters 沃特世科技（上海）有限公司

脂质组学是对生物样品中数百种脂类的综合分析。脂类在炎症和神经传递等许多关键生物学过程的生理调节中起着重要作用。脂质途径的改变与许多疾病有关，包括心血管疾病、肥胖和神经退行性疾病。分析生物样本中广泛分布的脂质有助于了解其在健康和疾病中的作用。

但是，进行脂质分析的生物样品量通常很少，且脂质通常含量较低，需要分析方法具有较好的灵敏度。并且脂质组学通常需要面对成百上千的样本，因此对分析方法的通量及耐用性提出了更高的要求。

沃特世基于UPLC的IonKey系统

为了更好地应对脂质组学的挑战，沃特世推出了基于UPLC系统的IonKey系统，该系统把流路系统、电子接口、柱加热系统、色谱柱和质谱离子源喷雾探针整合到一张芯片上，避免了与毛细管连接相关的问题（包括手动变化、泄漏和过多死体积）。与常规LC-MS分析方法相比，可提供更多优势。

Ionkey UPLC微流离子源

提高灵敏度，降低分析成本

采用由ACQUITY UPLC M-Class、IonKey分离装置及Xevo TQ-S质谱仪组成的系统，对血浆和脑组织样品中的脂质进行分析。IonKey装置采用小柱直径（150 μm），在样本量仅为0.2 μL的情况下，与常规分析柱（如2.1 mm ID）相比，灵敏度可提高10倍以上，并且显著减少了流动相的消耗。对于分析同样的样品，IonKey所消耗的溶剂成本，仅为常规方法的0.5%。

IonKey分析生物样本中脂质

与常规UPLC方法相比，IonKey可显著提升灵敏度

节约珍贵样品用量

并且，与常规方法相比，在达到同样的灵敏度时，IonKey所需的样本量可减少40倍，因此对于珍贵的生物样本分析尤为合适。

提高灵敏度的同时，获得高通量

IonKey采用150 μm内径的色谱柱，在提高灵敏度的同时，能够缩短分析时间，获得更高通量。如下图，与纳流色谱常用的85 μm色谱柱相比，IonKey缩短了因流速和系统体积带来的梯度延迟，以及柱子的平衡时间，并且色谱峰峰形更窄，分离度更好。

良好的重现性与耐用性

IonKey同时具有良好的重现性与耐用性。下图为分散于500个蛋白沉淀血浆样品中的15个QC样品的叠加图，其保留时间RSD仅为0.1%。

将蛋白沉淀血浆样品重复进样1100次后，相应色谱峰面积RSD仅为5.5%，且从色谱压力曲线来看，第一针和最后一针进样压力基本无变化。

使用便捷

IonKey使用极为便捷，用户只需转动手柄，即可完成流路与电路的连接，与LC进行通信，并记录诸如注入次数和样本集等数据。

其他应用实例

▶ 人血清中甾体激素分析

采用IonKey技术，对人血清中5种甾体类（睾酮、双氢睾酮、孕酮、皮质醇、皮质醇）进行分析，与文献报道的色谱法相比，色谱总流量每分钟减少了150倍，柱上灵敏度提高了100-400倍。睾酮和黄体酮的测定定量限为0.4 ng/mL、皮质醇（1.9 ng/mL）、可的松（0.3 ng/mL）和双氢睾酮（1.4 ng/mL），均在生物学相关范围内，能够解决临床分析中，免疫方法无法解决的基质干扰问题。

（出自：www.elsevier.com/locate/chromb）

▶ 高通量生物亲和质谱法筛查鉴定膳食补充剂中的合成代谢类固醇

进行兴奋剂检测时，通常样本量小，且要求分析方法快速、高通量。Payam Aqai等建立了高通量生物亲和液相色谱-质谱（BioMS）方法，并将其应用于膳食补充剂中已知和未知的重组人性激素结合球蛋白（rhSHBG）结合设计类固醇的筛选和鉴定。先用UPLC-QQQ-MS进行筛选，再使用QTof对可疑样品进行鉴定。

采用IonKey技术，结合QTof高分辨质谱，能够在有限样品的条件下，显著提升分析灵敏度，并且色谱分离效果与传统色谱方法相比有了明显改善。同时，该方法可以实现高通量检测，在4h内，即可完成96个样品的测定。

（出自：https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/23419079/）