六种GC-MS粪便短链脂肪酸提取方法的正交评估与临床应用价值

本研究针对短链脂肪酸(SCFAs)检测方法学差异问题，系统评估了HCl-DE、NaOH-Hexane、H3 PO4 -Butanol等六种GC-MS提取技术。通过特异性、线性度、回收率等指标对比，发现H3 PO4 -Butanol对戊酸(100.16%回收率)和丁酸最优，SPME对乙酸(94.08%回收率)和异丁酸最敏感，并在流产患者粪便样本中验证了SCFAs水平变化，为代谢疾病研究提供了方法学指导。

　　

在人体肠道这个"第二大脑"中，数以万亿计的微生物通过发酵膳食纤维产生短链脂肪酸(SCFAs)，这些看似简单的有机酸却是调控血压、炎症和代谢的关键信使。然而当SCFAs的平衡被打破，它们就变成了引发炎症性肠病(IBD)、2型糖尿病(T2D)等疾病的"帮凶"。要破解SCFAs与疾病的关联，首要挑战是如何从成分复杂的粪便样本中精准捕获这些易挥发的"代谢信使"。目前虽然气相色谱-质谱联用(GC-MS)是主流检测技术，但前处理方法五花八门——从盐酸-乙醚(HCl-DE)提取到固相微萃取(SPME)，不同实验室的数据往往难以比较，严重阻碍了SCFA研究的临床转化。

来自重庆医科大学附属第二医院的研究团队在《Journal of Chromatography A》发表的研究，如同给SCFA检测领域带来了一部"方法学选择指南"。研究人员设计了一套正交评估体系，将六种代表性提取方法放在同一标准下比拼：五种液液萃取(LLE)方法分别采用磷酸(H₃
PO₄
)、氢氧化钠(NaOH)等不同pH调节剂，搭配丁醇、乙醚等有机溶剂；另一种则是无需溶剂的SPME技术。研究团队通过化学标准品和真实粪便样本的双重验证，绘制出每种方法的"能力雷达图"。

关键技术包括：建立六种SCFA提取方法的标准化操作流程；采用GC-MS进行定性和定量分析；通过加标回收实验评估方法准确性；计算日内/日间相对标准偏差(RSD)考察重复性；在复发性流产患者队列中验证方法适用性。

【特异性与线性度】所有方法均能清晰区分五种SCFAs，保留时间偏差小于0.1分钟。H₃
PO₄
-Butanol展现出最佳线性(R²
=0.94-0.99)，而SPME对乙酸检测限低至0.01μg/mL。

【回收率与精密度】磷酸-丁醇法对戊酸的回收率精准度夺冠(101.82±4.83%)，其日内RSD仅0.92%-5.67%；磷酸-乙酸乙酯法对异丁酸的回收率高达104.79±3.59%，日间变异最小(3.37%-7.25% RSD)。

【样本适用性】SPME在真实粪便中表现抢眼，乙酸提取量比其他方法高2-3倍；而H₃
PO₄
-Butanol对丁酸的提取效率独占鳌头。在流产患者粪便中，这些方法成功捕捉到SCFAs的显著波动。

这项研究揭示了SCFA检测领域的关键发现：没有"放之四海而皆准"的完美方法，H₃
PO₄
-Butanol适合精准定量戊酸和丁酸，SPME则长于检测痕量乙酸和异丁酸。这种"互补性"提示研究者应根据目标SCFA选择方法，比如丁酸相关研究首选磷酸-丁醇法，而探索乙酸代谢则应考虑SPME。更值得关注的是，这些方法在疾病样本中的成功应用，为建立SCFAs作为代谢疾病生物标志物铺平了道路。该研究不仅解决了实验室间数据可比性的难题，其建立的方法学框架还可扩展到其他挥发性代谢物的检测标准制定。