液相色谱和毛细管电泳与质谱联用分析生物组织中的磷脂

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磷脂是生物体内一类重要的物质:它们是生物膜的主要组成部分,参与脂类化合物的体内代谢过程和信号传导过程;生物体内或细胞膜磷脂成份的改变与生物体的生理病理状态密切相关。因此,准确分析生物体内磷脂成份能够为临床诊断与疾病监测提供依据。 然而,磷脂的紫外吸光性能很弱,在色谱和毛细管电泳(CE)常用的紫外.可见检测器上分析灵敏度很低;其次,磷脂分子在水溶液中的溶解度很小,在有水的体系中很容易析出;最后,在生物体系中,磷脂的组成很复杂,除了极性头部的差异外,在同一类磷脂中,由于所含有的脂肪酸的不同(包括长度与不饱和度),可能含有上百种磷脂分子。以上这些问题为磷脂的定性和定量工作提出了挑战。 长期以来对磷脂的分析是采用薄层色谱(TLC)的方法进行分离和检测,若要了解脂肪酸链的信息,可以通过收集TLC的不同组分进行水解并脂化,然后用气相色谱(GC)或气相色谱-质谱联用(GC-MS)进行确定。然而,此方法存在操作过程复杂,未知成分对测定干扰大等缺陷。目前多采用高效液相色谱(IIPLC)对磷脂进行分离检测。常用的检测器包括紫外(UV)、蒸发光散射(ELSD)和电喷雾-质谱检测器(ESI-MS)。其中以MS检测器的灵敏度最高、抗干扰能力强、同时能对磷脂分子进行结构鉴定等优点而得到迅速发展。同时,CE技术作为一种强有力的分离分析手段,也逐渐被用来分析磷脂化合物。 本论文在第一章综述了磷脂化合物分析方法的进展,对近些年在磷脂的提取、分离、鉴定和定量等方面的最新研究进行了总结、对比和讨论。在此基础上,阐述了本论文的立题意义。论文共分为两个部分:一是建立HPLC-ESI-MS方法对生物样本,特别是临床样本中的磷脂进行定性和定量的分析;二是开发了不同模式的CE方法对磷脂化合物进行分析,拓展了CE在磷脂分离中的应用。 第一部分液相色谱-质谱方法分离分析生物样品中的磷脂成分腹透,特别是持续性不卧床腹膜透析(CAPD),是一种有效治疗终末期肾脏病(ESRD)患者的方法。研究表明,腹膜表面存在一层由腹膜间壁细胞分泌的透明质酸,磷脂双层分子及表面蛋白组成的表面活性层。在腹膜透析中,此活性层在腹膜溶质和水的转运中起很重要的作用。然而,在长期透析过程中,腹透液的冲刷可能使磷脂脱落和降解,导致这一表面活性层结构破坏,疏水性下降,对水的重吸收增加,从而引起超滤功能下降。因此,进一步研究腹膜的结构,了解腹膜结构的磷脂组成,能够为长程腹膜透析过程中腹膜结构和功能的改变机制和腹膜透析的临床治疗提供更多的证据和支持。 论文第二章采用正相HPLC-ESI-MS的方式对大鼠腹膜表层的磷脂类别进行了分离,并对每一类磷脂中的不同脂肪酸链的分子种属进行定性定量的分析。在大鼠腹膜表层,共有90多种磷脂分子得到确认和分析;同时我们发现在这层膜上富含多不饱和脂肪酸的磷脂分子。这些结果能为腹膜结构和功能学的研究提供更多的信息和理论的支持。 在分析大鼠腹膜磷脂的基础上,进一步研究了CAPD患者在腹膜透析过程中脱落到腹透液中的磷脂组分,并和大鼠腹膜磷脂的组分比较和分析。研究表明,在CAPD患者腹透液中存在的磷脂组分和大鼠表面是很相似的。同时,我们就如何保护和重构这一活性层进行了讨论,为CAPD的临床治疗提供了指导。 最后,针对某些特定磷脂分子分析开发了反相HPLC-ESI-MS快速分离磷脂分子的方法。采用部分互溶的体系和快速梯度洗脱的方式,可在5 min之内对目标磷脂分子进行分离和检测。 第二部分毛细管电泳和毛细管电泳.质谱联用分析生物样品中的磷脂成分在第五章中,我们开发了较为简单的毛细管区带电泳(CZE)-间接紫外(indirectUV)检测的方法来分离测定人血清中的磷脂。在甲醇/水体系中,采用单磷酸腺苷(AMP) 同时作为背景缓冲盐和间接紫外检测背景试剂,在对pH、温度、AMP浓度、电压和甲醇/水的比例等参数进行优化的条件下,对带负电的磷脂和接近中性的磷脂进行了分析。 为了进一步提高CE分析方法的灵敏度和考虑到磷脂的溶解度,建立了非水毛细管电泳(NACE)和ESI-MS的联用方法对生物样本中的磷脂样品进行了分离和结构鉴定。NACE-ESI-MS方法不但可以提高检测的灵敏度,同时还可以提供磷脂的丰富结构信息。虽然和HPLC相比,CE方法的灵敏度较低,但是,通过进一步研究,有望获得更好的发展。 在论文的最后,我们对本论文的主要成果进行了总结,并对今后的研究工作进行了展望。
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