LipidQuan：强大的高通量LC-MS平台，助力人血浆和血清中生物活性极性脂质的组学大规模筛选

脂质在许多生物学过程中发挥着关键作用，其准确的测量对解开疾病和人类健康的生物学之谜至关重要。目前，脂质组分析有两种常用方法：

• 靶向分析：通常用于研究信号处理和假设驱动的通路分析；

• 全局分析(非靶向)方法：用于定性观察脂质组的变化。

采用的策略/方法取决于潜在研究问题的目标和范围，并有其优点和缺点。正如Cajka和Fiehn[1]所描述的，这些方法可根据检测到的脂质数量和定量可靠性进行表征。在此基础上，建立了一种高通量半定量筛选2,000多种脂类的方法。利用超过4,000个MRM方法库，我们描述了一种可访问、可靠、高通量的人血浆/血清脂质体磷脂组分的半定量组学筛选。这种方法结合了整体脂质分析和靶向方法的许多优点。此外，我们还演示了如何使用该方法作为初步筛查，它可以很容易地适应更有针对性的分析和准确的量化前列腺癌研究。

方法

液相色谱、质谱和TargetLynx处理方法文件可以通过Waters Targeted Omics网站下载。目标组学库包含超过2,000种脂质，可用于使用提供的Quanpedia文件生成方法。为了实现这些方法，需要BEH Amide色谱柱和ACQUITY UPLC系统进行色谱分离。该解决方案可用于任何Waters串联四极杆质谱仪器。商业上可用的标准品可以作为内标和校准，如LipidQuan用户指南所述。

关键点

脂质通过HILIC色谱分离按类别洗脱，减少异构体等的干扰和定量所需的校准剂和内标的数量(即，降低成本)。

对于本文描述的测定采用两阶段方法：

• 对约500种预先选定的生物活性脂质进行单极性筛选；

• 极性转换法源于第 一阶段，其中生物活性脂质来源于此阶段。

图1. 初步组学规模筛选约450种脂质在正离子模式（431 MRM通道）和负离子（446 MRM通道）下使用8分钟的分析时间评估其重现性、灵敏度和动态范围。

初步结果

作为方法开发过程的一部分，进行了稳定性测试，以评估保留时间的重现性，以及不同批次的色谱柱对保留时间的影响(图2)。

图2. 评价色谱柱与保持时间的变异性（5个不同批次的色谱柱各150次注射；不同批次1.7 μm ACQUITY BEH Amide色谱柱平均保留时间均有良好的重现性）。

方法验证尽可能基于FDA《生物分析方法行业指南》：组学尺度筛选法和极性切换法评估日内和日间的重复性、准确性、动态范围、稳定性、交叉污染、稀释完整性和基质干扰。极性切换方法的校准曲线示例如图3所示。组学筛选方法的日内均值偏差和精度如图4所示。

图3. 示例标准校准曲线表示LPC(ES+)R2= 0.99(A)， LPE(ES+)R2=0.99(B)和PG(ES-)R2= 0.99(C)。

图4. 提供了正离子(n=3) (A)和负离子(n=3) (B)方法校准标准的日内平均值偏差。正离子模式下的日内QC CV(每个点n=6) (C)和负离子模式下的日内QC CV (D)。

前列腺癌的应用研究

前列腺癌(PCa)占全世界所有癌症的40%，但已知前列腺特异性抗原(PSA)的血液测试准确性较低[4,5]；

脂类已被确定为潜在PCa生物标志物[6,7]，例如LPEs；

应用LipidQuan Targeted lipoidomics Workflow来检测和量化关键的脂质。

总结

该方法具有>3个数量级的线性关系和足够的灵敏度来检测人血浆/血清内源性水平的脂质；

较短的分析时间使该方法非常适合于人群“组学”研究中典型观察到的大队列分析；

LC方法被证明可用于1,500+次注射，并可在不同批次相同固定相制备的色谱柱间转移；

应用于前列腺癌队列的方法学来评价治 疗方法：

图5. 使用替代标准品LPE(17:1)定量LPE脂质的例子。箱形图显示激素治疗患者(n=6)与前列腺癌主动监测(AS)患者(n=6)在正离子模式(A)和负离子模式(B)中LPE上调(20:3)。