基于稳定同位素衍生化-液相色谱三重四极杆质谱联用技术的血清游离脂肪酸非靶向分析新方法

本研究针对游离脂肪酸(FFAs)质谱分析中电离效率低、特征碎片缺乏的难题，开发了基于TMAE-h3/d3同位素标记的ID-LC-QQQ-MS方法，通过59/62 Da特征中性丢失扫描(QNLS)实现23种FFAs的非靶向鉴定，并采用重标内标法完成叙利亚金黄地鼠血清样本的相对定量，为代谢性疾病生物标志物发现提供了高灵敏度分析工具。

　　

在生命科学领域，游离脂肪酸(FFAs)作为细胞膜构成要素和能量代谢调节分子，其异常波动与心血管疾病、糖尿病等重大慢性病密切相关。然而这些碳链长度12-26的"代谢哨兵"却给分析化学家们出了道难题：传统气相色谱难以应对热不稳定性组分，而LC-MS负离子模式又面临电离效率低的瓶颈，特别是对低丰度FFAs的检测犹如"大海捞针"。这种技术困境严重阻碍了FFAs在疾病机制研究和生物标志物开发中的应用。

针对这一挑战，内蒙古医科大学"蒙药一流学科"研究团队在《Journal of Chromatography B》发表创新成果。研究人员巧妙设计出"化学衍生化+同位素标记"的组合拳：首先利用草酰氯的高反应活性，使FFAs羧基与TMAE-h₃/d₃试剂在5-10分钟内完成衍生，生成带正电的FA-TMAE衍生物；继而借助LC-QQQ-MS平台，利用CID过程中产生的59 Da(h₃)和62 Da(d₃)特征中性碎片，开发出四重中性丢失扫描(QNLS)非靶向筛查策略；最终通过重标同位素内标校正基质效应，建立MRM定量方法。这种ID-LC-QNLS/MS技术路线，犹如为FFAs装上了"分子身份证"和"信号放大器"。

关键技术方法

研究采用叙利亚金黄地鼠血清样本，通过：1) 同位素衍生化试剂TMAE-h₃/d₃标记羧基；2) QNLS模式筛查特征中性丢失峰对；3) 重标混合样本作为内标进行MRM定量；4) PLS-DA分析不同饮食干预组(普通饲料/高脂饮食/非诺贝特治疗)代谢差异。

研究结果

Derivatization efficiency

质谱分析显示16:0、18:0等FFAs衍生物在正离子模式下信号强度提升2个数量级，且h₃/d₃标记产物保留时间偏差<0.1分钟，证实衍生化策略的高效稳定。

Conclusions

在金黄地鼠血清中成功鉴定23种FFAs，发现高脂饮食组C16:1、C18:3等不饱和脂肪酸显著升高，而非诺贝特治疗组中C20:4等多不饱和脂肪酸呈现特征性变化，这些差异分子可能成为代谢紊乱的潜在标志物。

这项研究建立的ID-LC-MS/MS方法学框架，突破了传统FFAs分析的灵敏度瓶颈，其创新性体现在：1) 中性丢失扫描策略实现非靶向筛查；2) 同位素内标法克服基质效应；3) 衍生化反应条件温和快速。该技术不仅为动物模型代谢研究提供工具，更可拓展至临床样本分析，为理解FFAs在代谢性疾病中的调控作用打开新窗口。正如通讯作者Liu Yang强调的，这种方法学进步将助力"从代谢指纹中解码疾病信号"的精准医学研究。