- 4 次围观
低输入量和单细胞代谢组学仍然受限于传统反相纳流液相色谱-质谱（LC-MS）工作流程中极性代谢物保留能力不足的问题。在本研究中，我们建立了纳流三丁胺（TBA）离子对液相色谱-质谱方法，作为一种用于超低输入量极性代谢组学和稳定同位素示踪的平台。通过将一种分析流速的TBA离子对方法适配到纳流尺度，该工作流程将纳流色谱在灵敏度和在线浓缩方面的优势扩展到了参与中心碳代谢的带电代谢物。 利用小鼠肝脏代谢物提取物，我们表明该纳流方法能够保持化学性质多样的代谢物类别的色谱保留和分离性能，包括腺嘌呤核苷酸、核苷酸辅因子、三羧酸（TCA）循环中间体、酰基辅酶A以及胆汁酸异构体。尽管上柱的组织当量材料减少了20倍，纳流LC-MS对于许多代谢物产生的信号强度仍高于分析流速方法。对于具有代表性的化合物，纳流工作流程将检测所需的生物量降低了约20倍至超过600倍，对于NADPH和乙酰辅酶A等低丰度代谢物，这种提升尤为显著。 TBA离子对策略还使得能够对来自单细胞当量输入的已保留极性代谢物进行捕集-洗脱式纳流分析。采用全扫描和靶向平行反应监测采集模式，均可从一个细胞当量中检测到ATP；其中，靶向采集进一步提高了相对于空白的信号。最后，我们将该工作流程应用于经均一标记13C-葡萄糖处理细胞的稳定同位素示踪。来自单细胞当量输入的13C标记ATP同位素体可被检测到，并且在接近检测限时，靶向采集改善了同位素体的测量表现。 综上，这些结果表明，纳流TBA离子对LC-MS能够实现对超低输入量样本中极性代谢物的保留型高灵敏度分析，并为将中心碳代谢物分析和同位素示踪拓展至单细胞尺度应用奠定了基础。
低输入量和单细胞代谢组学仍然受到传统反相纳流液相色谱-质谱（LC-MS）工作流程中极性代谢物保留能力差的限制。在此，我们建立了纳流三丁胺（TBA）离子对液相色谱-质谱作为超低输入量极性代谢组学和稳定同位素示踪的平台。通过将一种分析流速TBA离子对方法调整至纳流尺度，该工作流程将纳流色谱的高灵敏度和在线富集优势扩展到了参与中心碳代谢的带电代谢物。
利用小鼠肝脏代谢物提取物，我们表明该纳流方法能够保持化学性质多样的代谢物类别的色谱保留和分离，包括腺嘌呤核苷酸、核苷酸辅因子、三羧酸（TCA）循环中间体、酰基辅酶A（acyl-CoAs）以及胆汁酸异构体。尽管上柱的组织当量材料减少了20倍，纳流LC-MS对于许多代谢物仍产生了高于分析流速方法的信号强度。在具有代表性的化合物中，纳流工作流程将检测所需的生物量降低了约20倍至超过600倍，对于NADPH和乙酰辅酶A等低丰度代谢物，其提升尤为显著。
TBA离子对技术还实现了对来自单细胞当量输入的已保留极性代谢物进行捕集-洗脱式纳流分析。采用全扫描和靶向平行反应监测采集方式，均可从一个细胞当量中检测到ATP；其中，靶向采集进一步提高了相对于空白的信号。最后，我们将该工作流程应用于均一标记13C-葡萄糖处理细胞的稳定同位素示踪。来自单细胞当量输入的13C标记ATP同位素体可被检测到，而靶向采集改善了接近检测限时的同位素体测量。
综上，这些结果表明，纳流TBA离子对LC-MS能够对超低输入样本中的极性代谢物进行高保留、高灵敏度分析，并为将中心碳代谢物分析和同位素示踪拓展至单细胞尺度应用奠定了基础。
📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.06.03.729938v1?rss=1
🏷️ 极性代谢组学 纳流液相色谱-质谱 离子对色谱 稳定同位素示踪 单细胞分析 中心碳代谢