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脑苷脂因尾部双键位置、头部单糖组成及 α/β 异头异构等问题难以精准表征。研究人员采用碰撞诱导解离（CID）结合循环离子淌度（cIMS）分离技术，通过分析碎片离子鉴别 β- 单糖（葡萄糖 / 半乳糖）头基，该方法可用于猪提取物未知脑苷脂分析，为糖脂组学提供新工具。
脑苷脂（Cerebrosides）作为一类在大脑、皮肤和神经系统中承担重要生物学功能的脂质，其结构由神经酰胺尾部（Ceramide tail）和单糖头部（Monosaccharide head group）组成。然而，这类脂质的精准分析面临严峻挑战：神经酰胺尾部可能存在双键位置异构，单糖头部则涉及单糖组成（如葡萄糖或半乳糖）及 α/β 异头异构（α/β anomericity），加之缺乏足够的标准品，导致传统方法难以明确鉴定其单糖头基组成。例如，以往研究中常将未知脑苷脂笼统归类为己糖神经酰胺（Hexosyl ceramide），无法区分葡萄糖或半乳糖成分，这极大限制了糖脂组学（Glycolipidomics）对脑苷脂功能的深入解析。
为突破这一困境，来自相关研究机构的研究人员开展了一项旨在精准鉴别脑苷脂 β- 单糖头基组成的研究。该团队开发了一种基于碰撞诱导解离（Collision-induced dissociation, CID）结合高分辨循环离子淌度（Cyclic ion mobility spectrometry, cIMS）分离的分析方法，并在《International Journal of Mass Spectrometry》上发表了相关成果。
研究采用的关键技术方法包括：
- 碰撞诱导解离（CID）：在循环离子淌度分离前对脑苷脂前体离子进行 CID，使其产生单糖碎片离子。
- 高分辨循环离子淌度（cIMS）分离：利用离子的尺寸、形状和电荷差异，对 CID 产生的碎片离子进行气相分离，通过碰撞截面（Collision cross section, CCS）差异实现异构体区分。
- 串联质谱（MS/MS）：结合质谱技术对碎片离子进行检测和分析，获取结构信息。
研究使用了猪提取物作为实际样本，并以多种不同碳链长度（C12、C16、C17、C18 等）的脑苷脂标准品（如半乳糖基神经酰胺、葡萄糖基神经酰胺）作为参考。
评估预 cIMS CID 对脑苷脂 β- 单糖头基的鉴别能力
研究首先利用已知脑苷脂标准品验证方法可行性。对前体离子进行预 cIMS CID 后，均检测到 m/z 203.1 的己糖碎片离子。通过高分辨 cIMS 分离发现，葡萄糖和半乳糖衍生的碎片离子具有独特的到达时间分布（Arrival time distributions），可明确区分两者，且该差异与神经酰胺尾部长度无关。例如，C12、C16 等不同碳链的葡萄糖基和半乳糖基神经酰胺碎片离子均呈现特征性分离模式，表明该方法对单糖头基的鉴别具有高度特异性。
在猪提取物未知脑苷脂分析中的应用
研究进一步将该方法应用于猪提取物中的脑苷脂分析。通过预 cIMS CID 结合 cIMS-MS/MS，成功从复杂样本中鉴定出含 β- 葡萄糖或 β- 半乳糖头基的脑苷脂异构体，证明了该方法在未知样本分析中的实用性。此外，研究提出了一个框架，建议将此方法纳入现有工作流程，用于构建碰撞截面（CCS）数据库，为缺乏标准品的未知脑苷脂鉴定提供参考依据。
结论与讨论
本研究开发的预 cIMS CID 结合高分辨 cIMS 分离的方法，为脑苷脂 β- 单糖头基组成的精准鉴定提供了一种正交且互补的工具。其核心优势在于：
- 突破异构体鉴定瓶颈：通过分析碎片离子的淌度特征，有效解决了传统 LC-MS/MS 因异构体共洗脱或质谱图复杂导致的鉴别难题。
- 通用性与实用性：无论神经酰胺尾部长度如何，均能通过碎片离子区分葡萄糖与半乳糖头基，且适用于生物提取物中的未知样本分析。
- 推动糖脂组学发展：为构建基于 CCS 的脑苷脂数据库奠定了基础，有望减少对标准品的依赖，提升糖脂组学中未知脂质的注释能力。
该研究不仅为脑苷脂的结构解析提供了新范式，也为其他含糖类脂质（如神经节苷脂）的异构体分析提供了方法论借鉴，对理解脑苷脂相关疾病（如溶酶体贮积症）中脂质代谢异常具有潜在意义。未来，结合更长路径长度的离子淌度技术及更大规模的 CCS 数据库建设，该方法有望成为糖脂分析领域的核心工具之一。
