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擒魔序曲——脂質組學研究中的樣品處理

2015-05-20 作(zuo)者: 瀏覽(lan)數:1832

 編者注:傅(fu)(fu)若(ruo)農(nong)教(jiao)授(shou)(shou)生于(yu)1930年,1953年畢業(ye)于(yu)北京大學(xue)(xue)化學(xue)(xue)系(xi),而后一直在(zai)北京理(li)工(gong)大學(xue)(xue)(原北京工(gong)業(ye)學(xue)(xue)院)從(cong)事教(jiao)學(xue)(xue)與科研(yan)(yan)工(gong)作(zuo)。1958年,傅(fu)(fu)若(ruo)農(nong)教(jiao)授(shou)(shou)開始帶領(ling)學(xue)(xue)生初步進(jin)(jin)入吸(xi)附柱(zhu)色(se)譜和氣相色(se)譜的(de)(de)探(tan)索;1966到(dao)1976年文化大革命的(de)(de)后期,傅(fu)(fu)若(ruo)農(nong)教(jiao)授(shou)(shou)在(zai)干(gan)校勞動的(de)(de)間隙,系(xi)統地(di)閱(yue)讀并翻譯(yi)了(le)兩本氣相色(se)譜啟(qi)蒙書(shu),從(cong)此進(jin)(jin)入其后半生一直從(cong)事的(de)(de)事業(ye)——色(se)譜研(yan)(yan)究(jiu)。傅(fu)(fu)若(ruo)農(nong)教(jiao)授(shou)(shou)是我國老(lao)一輩色(se)譜研(yan)(yan)究(jiu)專家,見證了(le)我國氣相色(se)譜研(yan)(yan)究(jiu)的(de)(de)發展,為我國培養了(le)眾(zhong)多色(se)譜研(yan)(yan)究(jiu)人才。

 

第一講:傅若農講述氣相(xiang)色(se)譜技術發展歷史及趨(qu)勢

第二講:傅(fu)若農:從三(san)家(jia)公司GC產品(pin)更(geng)迭看氣相技術發(fa)展

第三講:傅若農:從國(guo)產氣相產品看國(guo)內氣相發(fa)展脈(mo)絡(luo)及現狀

第(di)四講:傅若農(nong):氣(qi)相(xiang)色譜固定液的前世今生(sheng)

第五講:傅若農:氣-固色譜(pu)的(de)魅力

第六講:傅若(ruo)農:PLOT氣相色(se)譜柱的誘惑力

第七講(jiang):傅若農:酒駕判官—頂空氣(qi)相色譜(pu)的前世今(jin)生

第八(ba)講:傅(fu)若農:一掃(sao)而光——吹掃(sao)捕集-氣相色(se)譜的(de)發展

第九(jiu)講:傅若農:凌(ling)空一瞥洞察(cha)一切(qie)——神通廣大的固相微萃取(SPME)

第十講:傅若農:扭轉乾坤—神奇的反應頂空氣相色譜分析

前言

  脂(zhi)質(zhi)(zhi)是(shi)一類(lei)自然(ran)界存在(zai)的(de)(de)疏水或(huo)兩性(xing)、難溶于(yu)水而易溶于(yu)非極性(xing)溶劑的(de)(de)有(you)機物小(xiao)分子,存在(zai)于(yu)大多(duo)數生物體(ti)系(xi)中。脂(zhi)質(zhi)(zhi)是(shi)細胞膜(mo)的(de)(de)骨架物質(zhi)(zhi)和第二能量來源,還參與(yu)細胞的(de)(de)許多(duo)重要功(gong)能,人類(lei)許多(duo)重大疾病都與(yu)脂(zhi)質(zhi)(zhi)代謝紊(wen)亂有(you)關,如糖(tang)尿病、肥胖(pang)病、癌癥(zheng)、阿茲(zi)海默癥(zheng)、以(yi)及(ji)一些(xie)傳染病等,

  作為代謝組(zu)學(xue)的(de)重要分支之一,脂(zhi)(zhi)質(zhi)組(zu)學(xue)(Lipidomics)的(de)研究對(dui)象是生物(wu)體的(de)所有(you)脂(zhi)(zhi)質(zhi)分子,并(bing)以此為依據(ju)推測其它(ta)與脂(zhi)(zhi)質(zhi)作用的(de)生物(wu)分子的(de)變化(hua),進而揭示脂(zhi)(zhi)質(zhi)在各(ge)種生命活(huo)動中(zhong)的(de)重要作用機制。脂(zhi)(zhi)質(zhi)組(zu)學(xue)是總體研究和這些疾病(bing)有(you)關的(de)脂(zhi)(zhi)質(zhi)化(hua)合物(wu),找到昭(zhao)示這些疾病(bing)的(de)生物(wu)標記物(wu)。

  2005年國際上把組織、細胞中的脂質分子分為8大類(J Lipid Res 2009,50(Supp);9-14),有明確(que)結(jie)構的脂質化合物已經有38000個(BMC Bioinformatics 2014, 15(Suppl 7):S9),這(zhe)8類脂質分子見(jian)表1。

表 1 8大類脂質分子

類別

縮寫

數據(ju)庫中(zhong)的結構數量

脂肪酰類(Fatty acyls)

FA

2678

甘油脂類(lei)(glycerolipids )

GL

3009

甘油磷酸脂類(glycerophospholipids)

GP

1970

鞘脂(zhi)類(sphingolipids )

SP

620

固醇脂類(sterol lipids )

ST

1744

異戊(wu)烯醇脂類(prenol lipids ()

PR

610

糖脂類(saccharolipids )

SL

11

多聚(ju)乙(yi)烯(xi)類(polyketides )

PK

132

  在(zai)過去,由(you)于技(ji)術(shu)限制(zhi)人(ren)們(men)難(nan)以分(fen)析(xi)數量巨大的(de)(de)(de)脂(zhi)(zhi)(zhi)質分(fen)析(xi),因(yin)為多種脂(zhi)(zhi)(zhi)質代謝產物的(de)(de)(de)物理性質需要大批純化系統、分(fen)離的(de)(de)(de)復雜技(ji)術(shu)操作(zuo)。2003年韓賢林(lin)等(deng)繼基因(yin)組學、蛋白(bai)質組學等(deng)之后提出脂(zhi)(zhi)(zhi)質組學(lipidomics)(Han X et a1.J Lipid Res,2003,44:1071),脂(zhi)(zhi)(zhi)質組學的(de)(de)(de)發展(zhan)推動了(le)新分(fen)析(xi)平臺的(de)(de)(de)研(yan)發,特別是在(zai)質譜法(fa)領域,該方法(fa)已(yi)使這(zhe)些操作(zuo)合(he)理化,并且已(yi)允許(xu)更(geng)多的(de)(de)(de)脂(zhi)(zhi)(zhi)質分(fen)子得(de)到非(fei)常詳細(xi)的(de)(de)(de)分(fen)析(xi)。

  脂(zhi)(zhi)(zhi)質(zhi)存在(zai)于細胞(bao)、細胞(bao)器和細胞(bao)外的(de)(de)(de)(de)體液(ye)(ye)(ye)如血漿、膽汁、乳、腸液(ye)(ye)(ye)、尿液(ye)(ye)(ye)中(zhong)(zhong)。若(ruo)要研究某一特定(ding)部位的(de)(de)(de)(de)脂(zhi)(zhi)(zhi)質(zhi),首先要將(jiang)這(zhe)(zhe)部分(fen)(fen)組織或細胞(bao)分(fen)(fen)離(li)出來(lai)。由(you)(you)于脂(zhi)(zhi)(zhi)質(zhi)不溶于水,通常(chang)采用有機(ji)溶劑進(jin)行(xing)萃(cui)取(qu)。傳(chuan)統(tong)的(de)(de)(de)(de)萃(cui)取(qu)劑是(shi)(shi)氯(lv)仿(fang)(fang)(fang)、甲(jia)醇和水的(de)(de)(de)(de)混合液(ye)(ye)(ye)。所需的(de)(de)(de)(de)樣(yang)品(pin)(pin)在(zai)這(zhe)(zhe)種混合液(ye)(ye)(ye)中(zhong)(zhong)提(ti)取(qu)所有脂(zhi)(zhi)(zhi)質(zhi),向提(ti)取(qu)液(ye)(ye)(ye)中(zhong)(zhong)加入過量的(de)(de)(de)(de)水使之分(fen)(fen)成2個相,上(shang)面是(shi)(shi)甲(jia)醇和水,下(xia)面是(shi)(shi)氯(lv)仿(fang)(fang)(fang)。脂(zhi)(zhi)(zhi)質(zhi)就(jiu)留在(zai)氯(lv)仿(fang)(fang)(fang)相,蒸發濃縮后,使之干(gan)燥就(jiu)得到(dao)所需的(de)(de)(de)(de)脂(zhi)(zhi)(zhi)質(zhi)。這(zhe)(zhe)種脂(zhi)(zhi)(zhi)質(zhi)提(ti)取(qu)方(fang)法(fa),能(neng)夠提(ti)出組織樣(yang)品(pin)(pin)中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)總(zong)脂(zhi)(zhi)(zhi)。這(zhe)(zhe)種方(fang)法(fa)降(jiang)低了脂(zhi)(zhi)(zhi)質(zhi)的(de)(de)(de)(de)損(sun)失率,操作簡便,而且(qie)提(ti)取(qu)效(xiao)果較好。對于只檢測總(zong)脂(zhi)(zhi)(zhi)中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)部分(fen)(fen)脂(zhi)(zhi)(zhi)質(zhi),固相萃(cui)取(qu)(SPE)是(shi)(shi)一種較好的(de)(de)(de)(de)方(fang)法(fa),利用固體吸附劑將(jiang)液(ye)(ye)(ye)體樣(yang)品(pin)(pin)中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)目(mu)標化合物(wu)吸附,與樣(yang)品(pin)(pin)的(de)(de)(de)(de)基(ji)體和干(gan)擾(rao)物(wu)分(fen)(fen)離(li),然后再(zai)用洗(xi)脫液(ye)(ye)(ye)洗(xi)脫或加熱(re)解(jie)吸附,達(da)到(dao)分(fen)(fen)離(li)和富集目(mu)標化合物(wu)的(de)(de)(de)(de)目(mu)的(de)(de)(de)(de)。固相萃(cui)取(qu)技術(shu)設(she)備(bei)要求低,操作簡單,能(neng)快速(su)分(fen)(fen)離(li)組分(fen)(fen)復雜(za)及含(han)量低的(de)(de)(de)(de)樣(yang)品(pin)(pin)。當然由(you)(you)于化學分(fen)(fen)析樣(yang)品(pin)(pin)前處理技術(shu)的(de)(de)(de)(de)發展,有許(xu)多(duo)其他可用的(de)(de)(de)(de)樣(yang)品(pin)(pin)前處理方(fang)法(fa)。

  總體上對脂質(zhi)組學的研究Chin Chye Teo等歸納為如下的工作流程,第一步就(jiu)是對樣品的處理。

1脂質組學研究的工作流程

  根(gen)據Chin Chye Teo的(de)綜述(shu)報(bao)告(Chin Chye Teo et al,TrAC,2015,65:1-18),脂質組(zu)學研(yan)究的(de)工作流程如(ru)下表1.

表1 脂質組學研究的工作流程

從患者得到脂(zhi)質組學研究的樣品

液體

固體

體液,淚(lei)水,血清(qing),血漿(jiang),尿液

(低(di)溫保(bao)存樣品(pin))

細胞,組織,器官

對上述樣品進行萃取方法

對極(ji)性化合物,單獨的有機化合物進行(xing):

液-液萃(cui)取,固相萃(cui)取

對能源(yuan)性(xing)物(wu)質進(jin)行:加壓液相(xiang)萃取(qu),微波(bo)輔助萃取(qu),超聲輔助萃取(qu)

萃取得到的脂質化(hua)合(he)物(wu)

使用色譜方法(fa)分(fen)離:氣相色譜,液相色譜,電泳

不(bu)使用色譜(pu)方法分離(li):直接進樣(yang),成(cheng)像(xiang)

上述分離或未分離樣品進行質譜分析

質譜分析的接口

質(zhi)量分析器

電(dian)子(zi)轟擊電(dian)離(EI),電(dian)噴霧電(dian)離(ESI),化學(xue)(xue)電(dian)離(CI),大氣壓(APCI)化學(xue)(xue)與電(dian)離,基質輔(fu)助(zhu)激光解析電(dian)離(MALDI)

四級桿飛行時間(jian)質(zhi)譜(qTOF),三重四級桿質(zhi)譜( qqq),軌(gui)道阱質(zhi)譜(Orbitrap)

質譜原始數據語預處理

(利(li)用商(shang)品(pin)或自制軟件)

分(fen)類和(he)脂(zhi)質鑒定(使用各種(zhong)資源如LIPID maps,Lipid Bank,Lipid Blast)

判定在疾病中的機制/在疾病演化中的作用

為進一步(bu)診斷找出生(sheng)物標記物(預防),提供(gong)藥物治療(liao)的指導

2脂質組學的樣品制備

  本文只講脂質(zhi)組學(xue)的樣品(pin)制備,Chin Chye Teo等總結了(le)近(jin)年在脂質(zhi)組學(xue)研究中使用的樣品(pin)處理(li)方法(fa),見表2.

表2 脂質組學研究中的樣品處理方法比較(Chin Chye Teo et al,TrAC,2015,65:1-18) 

萃(cui)取(qu)方法(fa)

臨(lin)床樣品類型

(生(sheng)物(wu)液體或固體)

優點

缺點

原文文獻編號

單一有機溶劑萃取(SOSE)

血清(生物(wu)液體(ti))

 

皮(pi)膚(固體(ti))

容易完成

萃(cui)取時間短

成本低

低(di)溫適(shi)于熱敏感化合(he)物(wu)

無需外部(bu)能量

使(shi)用有毒有機溶劑

分(fen)析(xi)時難(nan)以(yi)擺(bai)脫使用(yong)有(you)機(ji)溶劑(ji)

1.2

 

3

液(ye)-液(ye)萃取(LLE)

眼淚(lei)(生物液體)

血清(生物(wu)液體(ti))

血(xue)漿(生物(wu)液(ye)體)

尿液(ye)(生物液(ye)體)

滑液(生物液體)

動脈粥(zhou)樣硬化血小板(生物液體)

皮膚(固體)

組織(zhi)(固體)

易于建立的方法(fa)

容易(yi)完成

設備便宜(yi)

萃取時間短

使用(yong)廉價溶劑(如甲醇,水(shui))

低溫適于(yu)熱敏(min)感化合物

無需外部能量

萃取時間短

使用大量有(you)毒有(you)機溶(rong)劑

常使用超過一種類型的溶(rong)劑

需要排除溶劑以免(mian)影響(xiang)分析

2

4,9-13

5,14-22

8,23

7

24

 

25-27

28,29

固相萃取(qu)(SPE)

 

血(xue)清(生物液(ye)體)

血清(qing)(生物液體)

血(xue)漿(jiang)(生物液體(ti))

眼(固(gu)體)

皮膚(fu)(固體)

容易完成(cheng)

清除干擾基體

EPE的(de)選擇

低溫(wen)適于熱敏感(gan)化合物

萃取時(shi)間短

SPE萃(cui)取(qu)小(xiao)柱比較貴

需要洗掉(diao)有機溶劑以(yi)免(mian)影響分(fen)析

使用有毒(du)有機溶劑

分(fen)析時難以擺脫使用有機溶(rong)劑

 

1,12

2

30

26

3,27

固相微萃取(qu)(SPME)

肺(fei)(固體)

頭發(固(gu)體)

容易完成(cheng)

可與GC和GC xGC 聯用

對揮發性化合(he)物可以進行頂空氣相色譜

有毒溶劑消耗量少

低(di)溫適于熱敏感(gan)化合(he)物

無需(xu)外(wai)部能量

萃取時(shi)間短

萃取頭比(bi)較(jiao)貴

需要洗(xi)掉有機溶劑以免影響分析

分析時難以擺脫(tuo)使用有機溶劑

31

32

超臨界流體(ti)萃取(SFE)

血漿(生物液體)

容(rong)易完(wan)成

萃取時間短(duan)

對非極性(xing)化(hua)合物萃取效率高

CO2可循環使用

溫度壓力可控

可加(jia)改性劑提高萃取液極性和效率

要精心操作(zuo)

設備昂(ang)貴

33

微(wei)波輔助(zhu)萃取(qu)(MAE)

 

 

血漿(jiang)(生物液體)

皮膚(fu)(固體(ti))

容易(yi)完成

萃(cui)取時間短

萃取(qu)效(xiao)率高

萃(cui)取溶(rong)劑消耗量少

溫度(du)壓力可(ke)控

需要冷(leng)卻(que)防止溶劑逃(tao)逸

購(gou)買設(she)備費用高

34

 

35

超聲輔助(zhu)萃(cui)取(UAE)

血(生(sheng)物(wu)液體)

容(rong)易(yi)完成(cheng)

萃取時間短

萃取溶劑消耗量(liang)少(shao)

溫度壓(ya)力可控

聽(ting)力會受損

要使用有毒(du)有機溶(rong)劑

會吸入有害溶劑

需要外部能(neng)源

購買(mai)設(she)備費(fei)用高

提高(gao)溫度會(hui)使化合物(wu)降解(jie)

36,37

3脂質組學的溶劑萃取

  液-液萃取(qu)是(shi)脂(zhi)質(zhi)組學研(yan)究中使(shi)用最為(wei)普遍的方(fang)法(fa)(fa),這一方(fang)法(fa)(fa)是(shi)使(shi)用兩種互不混溶(rong)的有機溶(rong)劑——使(shi)用最多的是(shi)氯仿(fang)、甲醇(chun)(chun)和(he)水(shui)——為(wei)了(le)對關(guan)鍵脂(zhi)質(zhi)類(lei)得到最大的萃取(qu)效率(lv),從磷脂(zhi)類(lei)和(he)糖脂(zhi)類(lei)到脂(zhi)肪酸,三酰(xian)基甘油類(lei)(TAGs)、二酰(xian)基甘油類(lei)(DAGs)。最初使(shi)用的是(shi)Folch 脂(zhi)質(zhi)萃取(qu)法(fa)(fa)(氯仿(fang)/甲醇(chun)(chun)/水(shui)為(wei) 8:4:3 v/v/v),之后有Bligh 和(he) Dyer脂(zhi)質(zhi)萃取(qu)法(fa)(fa)(氯仿(fang)/甲醇(chun)(chun)/水(shui)為(wei) 1:2:0.8 v/v/v)。

  (1)Folch 脂質萃(cui)取法(Folch et al., J Biol Chem 1957, 226: 497)

  把樣(yang)品(pin)組織用(yong)2:1氯仿/甲醇均(jun)(jun)一化(hua),最后(hou)的(de)溶(rong)劑體積是組織的(de)20倍(20mL 溶(rong)劑里有1g樣(yang)品(pin)),分(fen)散均(jun)(jun)勻(yun)后(hou)于室溫下把混(hun)合(he)物在軌道(dao)振蕩器上震動(dong)15-20min。均(jun)(jun)勻(yun)混(hun)合(he)物經(jing)漏斗中折疊濾紙過(guo)濾,或進行離心處(chu)理,回(hui)收液相(xiang)。

  液(ye)相(xiang)溶(rong)劑用0.2體積的(de)水(20 mL液(ye)相(xiang)使用4 mL水),最好使用0.9%的(de)NaCl溶(rong)液(ye)洗(xi)滌,渦(wo)旋幾秒后在低(di)速離心(xin)機(ji)(2000 rpm)上(shang)離心(xin)混合物,用虹吸方法(fa)棄去上(shang)層液(ye)相(xiang),用以分(fen)析神經節糖苷或(huo)小分(fen)子有(you)機(ji)極性化合物,如需要(需移去標記分(fen)子),用1:1甲醇/水洗(xi)滌交(jiao)界(jie)處的(de)有(you)機(ji)相(xiang)兩(liang)次,無需混合全部制備物。

  經離心分離后虹吸掉上(shang)面的液相,下面含有脂質的氯仿在旋轉蒸(zheng)發器中真空蒸(zheng)發,或用氮氣吹拂到2-3 mL體(ti)積(ji)。

  (2)Bligh 和 Dyer脂質萃取法(Can J Biochem Physiol 37:911-917)

  a. 每1 mL 樣(yang)品(pin)加入3.75mL 1:2(v/v) CHCl3:CH3OH 很(hen)好渦旋,如果要進行GC 分析(xi),溶(rong)劑中要含有內標(如0.5μg谷甾醇(chun))

  b. 然后(hou)加入1.5mL CHCl3很(hen)好渦旋

  c. 最(zui)后加入1.25mL蒸餾水很好渦旋(xuan)

  d. 在1000rpm離(li)心(xin)機(ji)中室溫下離(li)心(xin)5min,得到一個兩相分(fen)離(li)(上層為水(shui)相,下層為有機(ji)相)的(de)液體

  e. 回收有機相(xiang):用一個巴(ba)斯(si)德吸(xi)(xi)管(Pastuer pipette)通過上層水相(xiang),輕微(wei)施加(jia)正(zheng)壓避(bi)免上層水相(xiang)浸入(ru)吸(xi)(xi)管,吸(xi)(xi)管口到達離心管底部,吸(xi)(xi)取下層有機相(xiang)溶液的90%到吸(xi)(xi)管中。

下表列出不同樣品容積需要加入的試劑量

  如果你(ni)要(yao)得到干凈的(de)底(di)部的(de)有機(ji)相(xiang)(xiang)溶(rong)液,就要(yao)用上層“真正”的(de)上層液相(xiang)(xiang)洗(xi)滌有機(ji)相(xiang)(xiang)溶(rong)液,方法(fa)如下:

  a 制備(bei)“真正(zheng)”的(de)(de)(de)上(shang)層液相:取(qu)一個(ge)(ge)大的(de)(de)(de)玻璃管,或(huo)者幾個(ge)(ge)常規玻璃管,以水(shui)代替(ti)樣品(pin)胺上(shang)述方(fang)法進行(xing)萃取(qu)操作,把幾個(ge)(ge)管子中的(de)(de)(de)上(shang)層水(shui)相合并在一起備(bei)用(yong)。

  b 把上(shang)述第5步得到的底層溶液(ye)倒入一個玻璃管中,然后加入適量(樣品+蒸(zheng)餾水的體積(ji))“真(zhen)(zhen)正(zheng)”的上(shang)層液(ye)相。比如你是(shi)1 mL樣品就(jiu)加入2.25mL“真(zhen)(zhen)正(zheng)”的上(shang)層液(ye)相。

  c 好好地渦旋,離心(xin),收(shou)集下(xia)層相。

   Cui等的改進Bligh 和 Dyer脂質(zhi)萃取法(Cui L,e al, PLoS Negl Trop Dis,2013,7:e2373):

  900µL氯(lv)仿-甲醇(1:2)加(jia)入到100 µL樣(yang)品中(zhong)(zhong),進行(xing)(xing)渦(wo)旋,在(zai)4°C下(xia)保溫,然后加(jia)入300µL氯(lv)仿和(he)300µL雙重(zhong)蒸餾(liu)水,以9000 rpm離(li)心2 min,脂(zhi)質(zhi)物(wu)在(zai)離(li)心管底部的(de)有機相中(zhong)(zhong),然后加(jia)入500 µL氯(lv)仿在(zai)4°C下(xia)進行(xing)(xing)渦(wo)旋20 min。從(cong)有機相中(zhong)(zhong)回收脂(zhi)質(zhi)物(wu)并(bing)與前次得到的(de)脂(zhi)質(zhi)物(wu)合(he)并(bing),脂(zhi)質(zhi)萃取物(wu)經真空干燥后于−80°C下(xia)存放備用。

  多(duo)少年(nian)來人們使(shi)用類似于上(shang)述方法進行脂(zhi)(zhi)質的萃(cui)取,例如:李國琛等在脂(zhi)(zhi)質組學研究中也采用Bligh 和 Oyer法萃(cui)取磷(lin)脂(zhi)(zhi),并作適(shi)當(dang)改進.他們的方法是:

  稱取(qu)100 mg魚肉樣(yang)品,加(jia)(jia)入(ru)400 p,L甲醇/氯(lv)(lv)仿(fang)(fang)(fang)(fang)(體積比2:1),渦旋混勻后(hou),于(yu)一30℃放置過夜.取(qu)出(chu)(chu)后(hou)于(yu)4℃以10000 轉速離(li)(li)心5 min.將上清(qing)(qing)液轉出(chu)(chu),在殘渣中加(jia)(jia)入(ru)200 mL甲醇/氯(lv)(lv)仿(fang)(fang)(fang)(fang)(體積比2:1)再次(ci)提取(qu),將2次(ci)所得上清(qing)(qing)液合(he)并(bing).在上清(qing)(qing)液中先后(hou)加(jia)(jia)入(ru)100 mL氯(lv)(lv)仿(fang)(fang)(fang)(fang)及100mL水(shui),離(li)(li)心后(hou),將磷脂(zhi)所在的氯(lv)(lv)仿(fang)(fang)(fang)(fang)相(xiang)與水(shui)相(xiang)分離(li)(li).采(cai)用真空離(li)(li)心蒸發濃縮器干燥氯(lv)(lv)仿(fang)(fang)(fang)(fang)相(xiang)(溫度不超過45℃,下同),將干燥后(hou)的樣(yang)品于(yu)一30℃保存備用.(高等學(xue)校化學(xue)學(xue)報,2010,31(2):269-273)

  人們(men)為了(le)提高某些脂質(zhi)種類的萃取效率,改變(bian)氯(lv)仿/甲醇/水的比例,并加入一(yi)些其他添加劑,如乙酸(suan)、鹽酸(suan)等,探(tan)索改進萃取各類脂質(zhi)化合物(wu)的得率,如酸(suan)性磷脂和脂肪酸(suan)。(Jensen S K, Lipid Technol,2008, 20: 280–281)。

HCl-Bligh萃取法步驟:

  為了(le)更好地萃取(qu)生物樣品中的脂(zhi)肪酸,使用(yong)加(jia)鹽酸的HCl-Bligh萃取(qu)法:取(qu)0.6 g均(jun)勻好的樣品裝入(ru)10-ml 帶蓋的培(pei)養試(shi)管中,加(jia)如(ru)1 ml 3M HCl,在(zai)(zai)80℃水(shui)浴上(shang)加(jia)熱1 h,之后加(jia)入(ru)1.50 ml甲(jia)醇和1.00 ml氯(lv)仿,以及17:0脂(zhi)肪酸內標,把(ba)混(hun)合物搖震1 min,然后加(jia)入(ru)ELGA-純水(shui)系統制(zhi)備(bei)的純水(shui)1.00 ml 和2.00 ml氯(lv)仿,把(ba)試(shi)管振蕩1 min,然后在(zai)(zai)3000 rpm離心(xin)(xin)機上(shang)進(jin)(jin)(jin)行(xing)離心(xin)(xin)處理5 min。把(ba)1 ml氯(lv)仿相進(jin)(jin)(jin)行(xing)甲(jia)基化(hua),用(yong)氮氣把(ba)氯(lv)仿蒸發掉(diao),加(jia)入(ru)0.8 ml NaOH/甲(jia)醇溶(rong)液(ye),把(ba)試(shi)管充(chong)滿(man)氮氣,密(mi)封(feng)在(zai)(zai)100 ℃下烘(hong)箱中15 min,冷卻后加(jia)入(ru)1 ml BF3溶(rong)液(ye),密(mi)封(feng)在(zai)(zai)100 ℃下烘(hong)箱中45 min。在(zai)(zai)冷卻后加(jia)入(ru)2 ml辛烷和4 ml飽和NaCl溶(rong)液(ye),把(ba)混(hun)合物進(jin)(jin)(jin)行(xing)渦旋,在(zai)(zai)3000 rpm離心(xin)(xin)機上(shang)進(jin)(jin)(jin)行(xing)離心(xin)(xin)處理10 min。用(yong)1μL 樣品進(jin)(jin)(jin)行(xing)氣相色譜分析。

   根據(ju)Jensen的研究,認為此方(fang)法(fa)可以對脂(zhi)肪酸(suan)的萃取率提(ti)高(gao)(gao)15%,對多(duo)不飽和脂(zhi)肪酸(suan)的萃取率可提(ti)高(gao)(gao)30-50%。

  由于氯(lv)仿的毒性(xing)大人(ren)們(men)就(jiu)(jiu)用(yong)二氯(lv)甲烷來(lai)代替氯(lv)仿(J Agr Food Chem,2008,56:4297-4303),之后就(jiu)(jiu)有許多研究者(zhe)效仿用(yong)以萃取臨床樣(yang)品(pin),包括生物液體(ti)(ti),如血(xue)清(qing)/血(xue)漿,尿(niao)液和固體(ti)(ti)樣(yang)品(pin),如皮膚和動脈粥樣(yang)硬化血(xue)小(xiao)板(表中文獻4,5,8,9,10,14-17,23-25,28).

  近幾年也(ye)用(yong)甲基(ji)特丁基(ji)醚(MTBM )做萃取溶劑代替(ti)氯仿(Matyash et al. J Lipid Res. 2008,49 (5) :1137–1146.)。Matyash 認為MTBM進(jin)行(xing)萃取快速而且可以得(de)(de)到干凈(jing)的(de)(de)(de)脂質(zhi),可以適(shi)合于(yu)自動進(jin)行(xing)鳥槍法得(de)(de)到脂質(zhi)輪廓。因為MTBM的(de)(de)(de)密度(du)低,水相(xiang)和有機(ji)相(xiang)分開(kai)時(shi),有機(ji)相(xiang)在上層(ceng),這樣(yang)簡化(hua)了(le)手機(ji)有機(ji)相(xiang)的(de)(de)(de)手續,減少了(le)吸取的(de)(de)(de)損(sun)失,不可萃取的(de)(de)(de)基(ji)質(zhi)小球處于(yu)離心管的(de)(de)(de)底部,易于(yu)去除。嚴格的(de)(de)(de)測試證明MTBM進(jin)行(xing)萃取對絕大(da)多數脂質(zhi)種(zhong)類和“黃金標準”Folch 或 Bligh and Dyer萃取方法類似或更(geng)好(hao)。2013年中科院大(da)連(lian)化(hua)學(xue)物理研(yan)究所許國旺(wang)和德國圖賓根大(da)學(xue)醫學(xue)院的(de)(de)(de)R Lehmannb使用(yong)MTBM進(jin)行(xing)萃取開(kai)創了(le)一個從一小片肝臟或肌肉(rou)組(zu)織同(tong)時(shi)進(jin)行(xing)道謝組(zu)學(xue)和脂質(zhi)組(zu)學(xue)的(de)(de)(de)研(yan)究(J Chromatog A, 2013, 1298:9– 16)

  人們的思路總是由簡單(dan)到復雜(za),又由復雜(za)回歸到簡單(dan),所以脂(zhi)質(zhi)組學中(zhong)的萃取(qu)方法,近來也有多種溶(rong)劑(ji)向(xiang)單(dan)一溶(rong)劑(ji)發(fa)展, Stübiger G (表(biao)中(zhong)文獻1)就使用 Zhao Z等提出的單(dan)一溶(rong)劑(ji)萃取(qu)(SOSE)磷(lin)脂(zhi)類脂(zhi)質(zhi)(J Lipid Res 2010;51:652)方法如下:

  把500 mL甲醇(chun)加入到20 mL人血漿中(zhong),其中(zhong)已經含有0.01% BHT(2,6-二叔丁(ding)基(ji)對甲酚)和0.5 mmol EDTA (用(yong)作(zuo)抗氧化劑)和3mmol Pefablock(4-(2 aminoethyl) benzenesulfonylfluoride hydrochloride)用(yong)作(zuo)磷脂(zhi)酶的(de)抑制劑,加入內標(biao)物(wu),把樣品激烈震蕩1min,在(zai)(zai)冰(bing)浴中(zhong)放置30 min,進行脂(zhi)質的(de)萃取,之后在(zai)(zai)10,000 rpm離心機上,離心5 min(4℃),最后把離心管上面的(de)液體小(xiao)心滴轉移到2 mL玻璃樣品瓶中(zhong),在(zai)(zai)零下70℃保存備用(yong)。

4固相萃取(SPE)

  SPE 是(shi)(shi)十分(fen)(fen)成熟的(de)(de)樣(yang)品預處理(li)技術,使用(yong)裝有(you)(you)固(gu)(gu)定(ding)相(xiang)的(de)(de)小(xiao)柱(zhu)(zhu)子(zi)和(he)各(ge)種(zhong)(zhong)(zhong)流動相(xiang)選擇性地保留(liu)與固(gu)(gu)定(ding)相(xiang)有(you)(you)特(te)(te)定(ding)作用(yong)力(li)的(de)(de)特(te)(te)殊種(zhong)(zhong)(zhong)類分(fen)(fen)子(zi)。SPE的(de)(de)典型應用(yong)是(shi)(shi)和(he) SOSE 和(he) LLE相(xiang)結合,作為一種(zhong)(zhong)(zhong)附加的(de)(de)凈化步驟或從生物液(ye)體或固(gu)(gu)體住址樣(yang)品中(zhong)富集某種(zhong)(zhong)(zhong)特(te)(te)定(ding)種(zhong)(zhong)(zhong)類的(de)(de)目標脂(zhi)質(表中(zhong)文獻(xian)1,3,12,26,27),市場有(you)(you)各(ge)種(zhong)(zhong)(zhong)各(ge)樣(yang)的(de)(de)萃取小(xiao)柱(zhu)(zhu)供(gong)選擇。供(gong)脂(zhi)質萃取的(de)(de)SPE小(xiao)柱(zhu)(zhu)有(you)(you)正相(xiang)硅(gui)膠(jiao)柱(zhu)(zhu)和(he)反相(xiang)柱(zhu)(zhu)(C8 和(he) C18),以(yi)及離子(zi)交(jiao)換柱(zhu)(zhu)(氨(an)(an)丙基柱(zhu)(zhu)),硅(gui)膠(jiao)柱(zhu)(zhu)和(he)氨(an)(an)丙基柱(zhu)(zhu)多用(yong)于(yu)分(fen)(fen)離中(zhong)性和(he)極性脂(zhi)質,利用(yong)改(gai)變(bian)洗(xi)脫(tuo)溶劑以(yi)達到分(fen)(fen)離的(de)(de)目的(de)(de)。而C8 和(he) C18柱(zhu)(zhu)用(yong)于(yu)從水基樣(yang)品中(zhong)分(fen)(fen)離卵磷脂(zhi)(PC)、腦(nao)苷脂(zhi)、神經節(jie)糖苷和(he)脂(zhi)肪(fang)酸。

  針對不同(tong)的(de)脂質(zhi)使(shi)用(yong)不同(tong)的(de)SPE,如 Stübiger(表2文獻1)在(zai)進(jin)行導致動脈粥樣(yang)硬化(hua)的(de)磷脂的(de)研(yan)究(jiu)中,使(shi)用(yong)C18 凈化(hua)柱從血漿脂質(zhi)萃取(qu)和富集體液氧(yang)化(hua)磷脂(OxPLs),其步(bu)驟(zou)如下(xia):

  把(ba)脂質(zhi)萃取(qu)液倒入微量(liang)制(zhi)備高效(xiao)固相萃取(qu)柱(zhu)(mHP-SPE)C18 spin-columns (PepClean, Pierce)中,小(xiao)柱(zhu)事先用(yong)500mL MeOH:0.2%甲(jia)酸(suan)(suan)(70:30 重量(liang)比)洗(xi)滌(di),然后(hou)用(yong)700 mL MeOH:0.2%甲(jia)酸(suan)(suan)(82:18 重量(liang)比)洗(xi)脫(tuo)一次,再(zai)用(yong)800 mL MeOH:0.2%甲(jia)酸(suan)(suan)(92:2 重量(liang)比)洗(xi)脫(tuo)一次,最后(hou)小(xiao)柱(zhu)用(yong)500 mL 2-丙醇再(zai)生,以便從小(xiao)柱(zhu)中徹(che)底清(qing)除脂質(zhi)(即中性脂質(zhi)),凈化(hua)后(hou)的(de)純度用(yong)薄層色(se)譜檢查(cha),得到(dao)的(de)氧化(hua)脂質(zhi)用(yong)LC-ESI-MS/MS進行分析。

  而Ruben t’Kindt進行皮膚神經(jing)酰(xian)胺(an)的脂(zhi)質組學(xue)研究中(zhong),則使用氨丙基硅(gui)膠小柱對脂(zhi)質萃取(qu)液進行凈化(hua)(表2文獻3),方法如下:

  使用(yong)氨丙(bing)基硅膠(jiao)小柱(100 mg, 3.0 mL)先用(yong)2 mL己(ji)烷(wan)洗(xi)滌(di),把已經干燥的脂質溶于300 μL 11:1 的己(ji)烷(wan):異(yi)(yi)丙(bing)醇(chun)(v/v)中,用(yong)2 mL己(ji)烷(wan)/甲醇(chun)/氯仿(80/10/10 (v/v))洗(xi)脫神經酰(xian)胺,用(yong)氮氣吹(chui)掃干燥,溶于300 μL異(yi)(yi)丙(bing)醇(chun)/氯仿(50/50)(v/v)中,進行(xing)HPLC/MS分析。

5、固相微萃取(SPME)

  Pawliszyn 研究組(zu)在1991年(nian)發(fa)明了(le)SPME,1993年(nian)出現了(le)SPME的(de)(de)商品(pin)(pin)化(hua)(hua)產品(pin)(pin),使(shi)之成為廣泛使(shi)用的(de)(de)樣品(pin)(pin)前處(chu)理(li)技(ji)(ji)術。這一(yi)(yi)方法是集萃取(qu)、濃縮、解吸(xi)、進(jin)樣于(yu)(yu)一(yi)(yi)體,它以固(gu)相(xiang)萃取(qu)(SPE)為基礎(chu),保留了(le)SPE的(de)(de)全部優點(dian),排除了(le)需要柱(zhu)填充物(wu)(wu)和使(shi)用有(you)(you)機溶劑(ji)(ji)進(jin)行(xing)(xing)解吸(xi)的(de)(de)缺(que)點(dian)。SPME是以涂漬在石英(ying)玻璃纖維上(shang)的(de)(de)固(gu)定相(xiang)(高分子涂層或吸(xi)著劑(ji)(ji))作(zuo)為吸(xi)收(吸(xi)附(fu))介(jie)質,對(dui)目標分析(xi)物(wu)(wu)進(jin)行(xing)(xing)萃取(qu)和濃縮,并在氣相(xiang)色譜(pu)進(jin)樣口中直(zhi)接熱(re)解吸(xi)(或用HPLC流動相(xiang)沖(chong)洗到液相(xiang)色譜(pu)柱(zhu)中,甚至可(ke)(ke)(ke)以直(zhi)接進(jin)行(xing)(xing)質譜(pu)分析(xi)),這一(yi)(yi)技(ji)(ji)術適(shi)合于(yu)(yu)揮(hui)發(fa)性和半揮(hui)發(fa)性有(you)(you)機物(wu)(wu)的(de)(de)樣品(pin)(pin)處(chu)理(li)和分析(xi)。SPME有(you)(you)8大(da)優點(dian):1 操作(zuo)簡單,2 功(gong)能多(duo)樣,3 設備低廉,4 萃取(qu)快捷,5 無需溶劑(ji)(ji),6 可(ke)(ke)(ke)在線(xian)、活體取(qu)樣,7 可(ke)(ke)(ke)自動化(hua)(hua), 8 可(ke)(ke)(ke)在分析(xi)系統直(zhi)接脫附(fu)。SPME可(ke)(ke)(ke)以對(dui)環境(jing)中的(de)(de)污染(ran)物(wu)(wu)進(jin)行(xing)(xing)檢測(ce),如:農(nong)藥殘(can)留、酚類、多(duo)氯聯苯、多(duo)環芳(fang)烴、脂肪酸、胺類、醛類、苯系物(wu)(wu)、非(fei)離子表面活性劑(ji)(ji)以及有(you)(you)機金屬化(hua)(hua)合物(wu)(wu)、無機金屬離子等,也可(ke)(ke)(ke)以用有(you)(you)類似特點(dian)的(de)(de)領(ling)域,如食品(pin)(pin)、醫藥、臨床、法庭(ting)分析(xi)等方面。自然,在脂質組(zu)學中也會使(shi)用這一(yi)(yi)技(ji)(ji)術。

  武(wu)漢大學曾昭(zhao)睿研究組用(yong)自制的甲基丙(bing)烯(xi)酸(suan)丁酯/端羥(qian)基硅油萃取(qu)(qu)頭(tou),萃取(qu)(qu)肺組織(zhi)中(zhong)的長鏈脂(zhi)(zhi)肪(fang)(fang)酸(suan)(表(biao)2文獻(xian)(xian)31)。F Pragst 利用(yong)SPME萃取(qu)(qu)頭(tou)發中(zhong)的脂(zhi)(zhi)肪(fang)(fang)酸(suan)乙酯和(he)葡萄糖苷酸(suan)乙酯來診斷過度酗酒(表(biao)2文獻(xian)(xian)32)。脂(zhi)(zhi)質中(zhong)的脂(zhi)(zhi)肪(fang)(fang)酸(suan)都可以衍(yan)生化為(wei)酯類用(yong)SPME進行萃取(qu)(qu)。

  SPME 的(de)魅(mei)力在于它可以進行活體樣品中(zhong)萃取(qu)分析物,用于代謝組學和(he)脂(zhi)質(zhi)組學的(de)研究,對這一課(ke)題(ti)SPME的(de)發(fa)明(ming)人 Pawliszyn 近年(nian)進行了闡述(Angew Chem, 2013, 125:12346 –12348;Anal Chem, 2014, 86:12022−12029)。分析脂(zhi)質(zhi)代謝產物中(zhong)游離脂(zhi)肪(fang)酸的(de)示意圖如(ru)下。

(Anal Chem, 2014, 86:12022−12029)

6、超臨界流體萃取(SFE)

  超(chao)(chao)(chao)臨(lin)界(jie)流(liu)(liu)體具(ju)有(you)特殊的(de)理化(hua)(hua)特性(xing)(xing)(xing)(xing),黏度(du)(du)(du)為(wei)普通(tong)流(liu)(liu)體的(de)1%~10%;擴散系數約為(wei)普通(tong)液體的(de)10~100倍(bei);密度(du)(du)(du)比常壓(ya)氣體大(da)100~1 000倍(bei)。因(yin)而超(chao)(chao)(chao)臨(lin)界(jie)流(liu)(liu)體既有(you)液體溶解(jie)能力大(da)的(de)特點,又有(you)氣體易于擴散和(he)運動的(de)特性(xing)(xing)(xing)(xing),傳質速率大(da)大(da)高于液相過程。所以從萃取(qu)效(xiao)率和(he)對環境友好都(dou)受(shou)到(dao)歡(huan)迎。最常用的(de)超(chao)(chao)(chao)臨(lin)界(jie)流(liu)(liu)體是超(chao)(chao)(chao)臨(lin)界(jie)二(er)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)碳(tan)(SF-CO2)它(ta)的(de)臨(lin)界(jie)壓(ya)力和(he)溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)低,只有(you)7.4MPa和(he)32℃。SF-CO2無毒易于從樣品(pin)中(zhong)排除(chu),其極(ji)性(xing)(xing)(xing)(xing)與戊(wu)烷(wan)近(jin)似,很適于萃取(qu)疏水性(xing)(xing)(xing)(xing)化(hua)(hua)合物(wu)(wu)(wu),如脂(zhi)質化(hua)(hua)合物(wu)(wu)(wu)(J Chromatogr A 2007,1163:2-24)。為(wei)了分(fen)離(li)極(ji)性(xing)(xing)(xing)(xing)化(hua)(hua)合物(wu)(wu)(wu)往二(er)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)碳(tan)中(zhong)加入(ru)改(gai)性(xing)(xing)(xing)(xing)劑,如甲醇。過去更多的(de)工(gong)作時從植(zhi)物(wu)(wu)(wu)類物(wu)(wu)(wu)質中(zhong)萃取(qu)脂(zhi)質,但是近(jin)來(lai)已經擴展到(dao)從動物(wu)(wu)(wu)組織中(zhong)萃取(qu)脂(zhi)質,例如浙江大(da)學藥學院(yuan)王(wang)龍虎利(li)用江蘇省南通(tong)市華(hua)安超(chao)(chao)(chao)臨(lin)界(jie)萃取(qu)有(you)限公司的(de) HA220-50-06 SFE裝(zhuang)置(zhi)萃取(qu)鴕鳥脂(zhi)肪(fang)(fang)中(zhong)的(de)脂(zhi)肪(fang)(fang)酸(suan):萃取(qu)裝(zhuang)置(zhi)包括一個(ge)(ge)1 L 不銹鋼(gang)萃取(qu)釜,兩(liang)個(ge)(ge)1 L 分(fen)離(li)器,一個(ge)(ge)注射泵,和(he)一個(ge)(ge)冷凝裝(zhuang)置(zhi)。用壓(ya)力調(diao)(diao)節器調(diao)(diao)節壓(ya)力,用可調(diao)(diao)節溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)的(de)水浴控(kong)制溫(wen)(wen)度(du)(du)(du),通(tong)過調(diao)(diao)節泵的(de)頻率來(lai)控(kong)制二(er)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)碳(tan)的(de)流(liu)(liu)速。從液態二(er)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)碳(tan)鋼(gang)瓶(ping)把二(er)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)碳(tan)送到(dao)萃取(qu)器中(zhong),并達到(dao)超(chao)(chao)(chao)臨(lin)界(jie)狀(zhuang)態,在分(fen)離(li)器中(zhong)調(diao)(diao)節壓(ya)力和(he)溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)可把萃取(qu)出來(lai)的(de)組分(fen)里出來(lai)。試驗中(zhong)取(qu)250 g鴕鳥脂(zhi)肪(fang)(fang)組織用二(er)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)碳(tan)萃取(qu)5h,壓(ya)力15–30 MPa,溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)40–50℃,二(er)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)碳(tan)流(liu)(liu)速為(wei)15–35 L/h,用以考察萃取(qu)效(xiao)果(guo)。(Eur. J. Lipid Sci. Technol. 2011, 113, 775–779)。

  但是SFE更(geng)重(zhong)要的(de)是萃取人(ren)干血(xue)漿斑點中的(de)脂(zhi)(zhi)質(zhi)分(fen)子,Uchikata等(表2文獻33)比(bi)較了用SFE和液液萃取(Bligh 和 Dyer方(fang)法(fa))磷(lin)脂(zhi)(zhi)的(de)效果,證(zheng)明SFE要比(bi)液液萃取方(fang)法(fa)對(dui)磷(lin)脂(zhi)(zhi)具有(you)更(geng)好的(de)選(xuan)擇性,包括磷(lin)脂(zhi)(zhi)酰(xian)膽(dan)(dan)堿(jian)(PC)、溶血(xue)性磷(lin)脂(zhi)(zhi)酰(xian)膽(dan)(dan)堿(jian)(lysoPC)、磷(lin)脂(zhi)(zhi)酰(xian)乙醇胺(PE)和神經鞘磷(lin)脂(zhi)(zhi)(SM)。國(guo)內在1995年就(jiu)有(you)類似研究(薄層(ceng)掃描法(fa)測定蛋黃磷(lin)脂(zhi)(zhi)中PC、SM和LPC的(de)含量­——路(lu)萍 賴炳森(sen),藥(yao)物分(fen)析雜志,1995,(13):231-232),他們也是用SFE萃取之后(hou)進行(xing)薄層(ceng)色(se)譜分(fen)離。

7、微波輔助萃取(MAE)

  微(wei)波輔助(zhu)萃(cui)(cui)取(qu)(qu)(MAE)是利(li)用微(wei)波能強化(hua)溶(rong)(rong)劑(ji)(ji)(ji)萃(cui)(cui)取(qu)(qu)效率,即利(li)用微(wei)波加(jia)熱來(lai)加(jia)速(su)(su)溶(rong)(rong)劑(ji)(ji)(ji)對固體樣(yang)品中(zhong)目標萃(cui)(cui)取(qu)(qu)物的(de)萃(cui)(cui)取(qu)(qu)過(guo)程(cheng)。MAE 可(ke)以快(kuai)速(su)(su)高效地把樣(yang)品及(ji)溶(rong)(rong)劑(ji)(ji)(ji)中(zhong)的(de)偶極(ji)(ji)分(fen)(fen)子(zi)在(zai)高頻微(wei)波能的(de)作(zuo)用下(xia),產(chan)生(sheng)偶極(ji)(ji)渦(wo)流,離子(zi)傳(chuan)導(dao)和高頻率摩擦,從而在(zai)短(duan)(duan)時(shi)間(jian)內產(chan)生(sheng)大量的(de)熱量。偶極(ji)(ji)分(fen)(fen)子(zi)旋(xuan)轉導(dao)致的(de)弱氫鍵破裂、離子(zi)遷(qian)移等加(jia)速(su)(su)了溶(rong)(rong)劑(ji)(ji)(ji)分(fen)(fen)子(zi)對樣(yang)品基體的(de)滲透(tou),待分(fen)(fen)析成分(fen)(fen)很(hen)快(kuai)溶(rong)(rong)劑(ji)(ji)(ji)化(hua),使微(wei)波萃(cui)(cui)取(qu)(qu)時(shi)間(jian)顯著(zhu)縮(suo)短(duan)(duan)。

  微(wei)波(bo)(bo)加(jia)熱具有選(xuan)(xuan)擇(ze)(ze)性微(wei)波(bo)(bo)對介電(dian)(dian)性質(zhi)不(bu)同的(de)物(wu)料(liao)(liao)呈現出選(xuan)(xuan)擇(ze)(ze)性的(de)加(jia)熱特點,介電(dian)(dian)常數(shu)及介質(zhi)損耗小的(de)物(wu)料(liao)(liao),對微(wei)波(bo)(bo)的(de)入(ru)射可(ke)以說(shuo)是“透明(ming)”的(de)。溶(rong)質(zhi)和溶(rong)劑(ji)的(de)極性越(yue)大,對微(wei)波(bo)(bo)能的(de)吸(xi)收(shou)越(yue)大,升溫越(yue)快,促進(jin)了萃取(qu)速度。而對于不(bu)吸(xi)收(shou)微(wei)波(bo)(bo)的(de)非極性溶(rong)劑(ji),微(wei)波(bo)(bo)幾乎不(bu)起(qi)加(jia)熱作用。所(suo)以,在(zai)選(xuan)(xuan)擇(ze)(ze)萃取(qu)劑(ji)時一定(ding)要(yao)考慮(lv)到溶(rong)劑(ji)的(de)極性,以達到最佳效果(guo)。

  MAE具有(you)生物(wu)效(xiao)(xiao)應(ying)(非熱效(xiao)(xiao)應(ying)) ,由于大多數生物(wu)體(ti)內(nei)含有(you)極性(xing)水分子,在微波場的(de)(de)作用下引起強烈的(de)(de)極性(xing)震(zhen)蕩,從而導致(zhi)細胞分子間(jian)氫鍵松弛,細胞膜結(jie)構(gou)電(dian)擊穿破裂,加速(su)了溶劑(ji)分子對基體(ti)的(de)(de)滲透和待提取(qu)成(cheng)(cheng)分的(de)(de)溶劑(ji)化。因(yin)此,利用MAE從生物(wu)基體(ti)萃(cui)取(qu)待分析的(de)(de)成(cheng)(cheng)分時,能提高萃(cui)取(qu)效(xiao)(xiao)率(lv)。(李核等(deng),分析化學,2003,31(109):126l~1268)

  例如(ru)(ru):萬益群,吳世芳利(li)用MAE萃(cui)取(qu)(qu)何首烏中的磷脂(分析(xi)測試學報,2008,27(7):782—784),方法如(ru)(ru)下:確稱取(qu)(qu)約(yue)1.0 g何首烏樣品(pin)(pin)于溶(rong)樣杯中,加入(ru)20 mL萃(cui)取(qu)(qu)溶(rong)劑(氯(lv)仿與甲(jia)(jia)醇體積(ji) 比為(wei)1:2),把溶(rong)樣杯放入(ru)罐(guan)體中,組裝(zhuang)好罐(guan)體后放入(ru)微波制樣系(xi)統中,插入(ru)溫(wen)度探針(zhen)。設置萃(cui)取(qu)(qu)壓(ya)力為(wei)安(an)全壓(ya)力(1.5 MPa),萃(cui)取(qu)(qu)時(shi)間15 min,溫(wen)度為(wei)45℃。微波萃(cui)取(qu)(qu)完畢(bi)后,將樣品(pin)(pin)過(guo)濾(lv)。濾(lv)液(ye)用體積(ji)為(wei)濾(lv)液(ye)總體積(ji)l/4的8 g/L氯(lv)化鈉(na)溶(rong)液(ye)萃(cui)取(qu)(qu)2次,收集有(you)(you)機相。將有(you)(you)機相旋轉濃縮至近干(gan),用甲(jia)(jia)醇定(ding)容(rong)至10 mL。取(qu)(qu)樣品(pin)(pin)溶(rong)液(ye)3 mL用甲(jia)(jia)醇稀釋至10 mL,過(guo)0.45μm微孔濾(lv)膜,待測。

7、超聲輔助萃取(UAE)

  超(chao)聲(sheng)(sheng)(sheng)波(bo)(bo)為(wei)(wei)頻(pin)率(lv)高于(yu)(yu)20kHz以(yi)(yi)上(shang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)聲(sheng)(sheng)(sheng)波(bo)(bo),是(shi)一種(zhong)(zhong)機械振動在介(jie)質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)中的(de)(de)(de)(de)(de)(de)傳(chuan)播過(guo)程(cheng),在傳(chuan)播過(guo)程(cheng)中,超(chao)聲(sheng)(sheng)(sheng)波(bo)(bo)與介(jie)質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)相互(hu)作用(yong),可(ke)以(yi)(yi)使(shi)(shi)超(chao)聲(sheng)(sheng)(sheng)波(bo)(bo)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)相位和幅度(du)等(deng)發生變化;功(gong)率(lv)超(chao)聲(sheng)(sheng)(sheng)波(bo)(bo)則(ze)(ze)會(hui)使(shi)(shi)介(jie)質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)狀態(tai)、組成、結(jie)構和功(gong)能等(deng)發生變化,超(chao)聲(sheng)(sheng)(sheng)萃(cui)(cui)(cui)(cui)(cui)(cui)取(qu)中的(de)(de)(de)(de)(de)(de)應用(yong)可(ke)分(fen)(fen)為(wei)(wei)兩類(lei)(lei):一類(lei)(lei)是(shi)頻(pin)率(lv)高,能量低(一般(ban)小于(yu)(yu)1W/cm2)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)檢測超(chao)聲(sheng)(sheng)(sheng)波(bo)(bo),其(qi)頻(pin)率(lv)多以(yi)(yi)MHz為(wei)(wei)單位;另一類(lei)(lei)是(shi)頻(pin)率(lv)低,能量高(通常為(wei)(wei)10—100 W/cmz)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)功(gong)率(lv)超(chao)聲(sheng)(sheng)(sheng)波(bo)(bo),其(qi)頻(pin)率(lv)則(ze)(ze)以(yi)(yi)kHz為(wei)(wei)單位。UAE是(shi)一種(zhong)(zhong)重復性好、萃(cui)(cui)(cui)(cui)(cui)(cui)取(qu)質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)量高的(de)(de)(de)(de)(de)(de)方(fang)法(fa)(fa),它不(bu)像MAE,不(bu)會(hui)讓萃(cui)(cui)(cui)(cui)(cui)(cui)取(qu)系統的(de)(de)(de)(de)(de)(de)溫(wen)度(du)升高,不(bu)利(li)于(yu)(yu)熱穩定差的(de)(de)(de)(de)(de)(de)代(dai)謝(xie)物萃(cui)(cui)(cui)(cui)(cui)(cui)取(qu)。UAE還(huan)可(ke)以(yi)(yi)和液(ye)液(ye)萃(cui)(cui)(cui)(cui)(cui)(cui)取(qu)配合改進生物樣(yang)(yang)品中脂質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)萃(cui)(cui)(cui)(cui)(cui)(cui)取(qu)效率(lv)。例如(ru)上(shang)海(hai)交通大學(xue)藥學(xue)院的(de)(de)(de)(de)(de)(de)劉玉(yu)敏等(deng)(Anal Bioanal Chem,2011, 400:1405–1417)成功(gong)地開發了UAE 和 LLE結(jie)合萃(cui)(cui)(cui)(cui)(cui)(cui)取(qu)人(ren)(ren)血(xue)清樣(yang)(yang)品中的(de)(de)(de)(de)(de)(de)代(dai)謝(xie)產物,從而比單獨使(shi)(shi)用(yong)液(ye)液(ye)萃(cui)(cui)(cui)(cui)(cui)(cui)取(qu)脂肪酸(suan)提高5–60%。Pizarro等(deng)使(shi)(shi)用(yong)類(lei)(lei)似的(de)(de)(de)(de)(de)(de)方(fang)法(fa)(fa)以(yi)(yi)MTBE作溶(rong)劑輔(fu)以(yi)(yi)UAE萃(cui)(cui)(cui)(cui)(cui)(cui)取(qu)人(ren)(ren)血(xue)中的(de)(de)(de)(de)(de)(de)脂質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi),比單純使(shi)(shi)用(yong)MTBE的(de)(de)(de)(de)(de)(de)液(ye)液(ye)萃(cui)(cui)(cui)(cui)(cui)(cui)取(qu)可(ke)以(yi)(yi)多檢出30%的(de)(de)(de)(de)(de)(de)脂質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)種(zhong)(zhong)類(lei)(lei),MTBE-UAE萃(cui)(cui)(cui)(cui)(cui)(cui)取(qu)方(fang)法(fa)(fa)具(ju)有更好的(de)(de)(de)(de)(de)(de)重復性,相對(dui)標(biao)準偏差降(jiang)低6%,脂質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)成分(fen)(fen)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)回(hui)收率(lv)提高7成(表2文(wen)獻36)。除去萃(cui)(cui)(cui)(cui)(cui)(cui)取(qu)生物液(ye)體外,UAE-LLE也用(yong)于(yu)(yu)萃(cui)(cui)(cui)(cui)(cui)(cui)取(qu)樣(yang)(yang)品中的(de)(de)(de)(de)(de)(de)脂肪酸(suan),例如(ru)哈爾賓醫科(ke)大學(xue)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)李穎(ying)等(deng)研究了用(yong)UAE-LLE萃(cui)(cui)(cui)(cui)(cui)(cui)取(qu)鼠(shu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)肝臟組織,考察了超(chao)聲(sheng)(sheng)(sheng)波(bo)(bo)功(gong)率(lv)、萃(cui)(cui)(cui)(cui)(cui)(cui)取(qu)溶(rong)劑、萃(cui)(cui)(cui)(cui)(cui)(cui)取(qu)容(rong)積、萃(cui)(cui)(cui)(cui)(cui)(cui)取(qu)時間等(deng),結(jie)果(guo)表明萃(cui)(cui)(cui)(cui)(cui)(cui)取(qu)時間比Folch萃(cui)(cui)(cui)(cui)(cui)(cui)取(qu)法(fa)(fa)萃(cui)(cui)(cui)(cui)(cui)(cui)取(qu)脂肪酸(suan)從12 h 縮(suo)短到 20 min,回(hui)收率(lv)在87–120%之(zhi)間。(J Chromatogr Sci, 2013;51:376–382)

8、其他可用的萃取方法

  在化學分析樣品處(chu)理(li)中還有兩種重(zhong)要的樣品前處(chu)理(li)方法,即(ji)加速(su)溶劑萃取(qu)(ASE)和基質固相分散萃取(qu)(MSPD),可以用于脂質組學研究的樣品前處(chu)理(li)。

  加速溶劑萃(cui)(cui)取(qu)(qu)(qu)(Accelrated Solvent Extraction, ASE),這(zhe)一方(fang)法(fa)是一種在(zai)提(ti)高(gao)溫度(du)和(he)壓(ya)力的(de)(de)條件下,用有機溶劑萃(cui)(cui)取(qu)(qu)(qu)的(de)(de)自動化方(fang)法(fa)。與(yu)其他(ta)液體萃(cui)(cui)取(qu)(qu)(qu)方(fang)法(fa)相比,其突出的(de)(de)優點是有機溶劑用量(liang)少、快速、回收率(lv)高(gao)。(牟(mou)世芬等(deng),現代分析儀器,2001,(3):18-20)。 Spiric A等(deng)使(shi)用ASE萃(cui)(cui)取(qu)(qu)(qu)鯉(li)魚肉(rou)中(zhong)(zhong)的(de)(de)脂肪酸(suan)譜和(he)膽固醇(chun)含量(liang),并與(yu)改進(jin)的(de)(de)索(suo)氏萃(cui)(cui)取(qu)(qu)(qu)法(fa)進(jin)行比較,表(biao)明ASE萃(cui)(cui)取(qu)(qu)(qu)方(fang)法(fa)是可(ke)(ke)用的(de)(de)。(Anal Chim Acta,2010, 672:66–71)。Jansen B等(deng)利用ASE從(cong)土壤中(zhong)(zhong)萃(cui)(cui)取(qu)(qu)(qu)脂質生物標記物,萃(cui)(cui)取(qu)(qu)(qu)效果和(he)其他(ta)萃(cui)(cui)取(qu)(qu)(qu)方(fang)法(fa)一樣(Appl Geochem ,2006, 21:1006–1015)。Balasubramanian R K等(deng)用ASE和(he)其他(ta)方(fang)法(fa)進(jin)行了從(cong)海水微海藻細胞中(zhong)(zhong)萃(cui)(cui)取(qu)(qu)(qu)脂質的(de)(de)研(yan)究,表(biao)明ASE是一種可(ke)(ke)以使(shi)用的(de)(de)方(fang)法(fa)(Chem Engineering J,2013, 215–216:929–936)。

  MSPD方法(fa)(fa)是1989年首次提出是用(yong)來處理動物(wu)(wu)(wu)組(zu)織(zhi)樣品的(de)(de)(de)(de)方法(fa)(fa),樣品與(yu)涂漬有(you)C18等(deng)的(de)(de)(de)(de)各種(zhong)(zhong)聚合物(wu)(wu)(wu)載體的(de)(de)(de)(de)固(gu)相(xiang)萃(cui)取材(cai)料(liao)一起研(yan)磨,得到半干狀態的(de)(de)(de)(de)混合物(wu)(wu)(wu)并(bing)(bing)將(jiang)其作(zuo)為(wei)填料(liao)裝柱(zhu),然后(hou)用(yong)不(bu)同的(de)(de)(de)(de)的(de)(de)(de)(de)溶液洗(xi)脫柱(zhu)子,將(jiang)各種(zhong)(zhong)待測物(wu)(wu)(wu)洗(xi)脫下來。其依據是采用(yong)脂(zhi)溶性材(cai)料(liao)(C18)破(po)壞細胞(bao)膜并(bing)(bing)將(jiang)組(zu)織(zhi)分(fen)(fen)(fen)散(san),C18充當(dang)分(fen)(fen)(fen)散(san)劑(ji)(ji)。在(zai)硅(gui)膠固(gu)相(xiang)萃(cui)取材(cai)料(liao)表(biao)面(mian)(mian)鍵合有(you)機(ji)相(xiang),與(yu)傳統方法(fa)(fa)使用(yong)砂子做吸附劑(ji)(ji)類似(si),在(zai)樣品與(yu)固(gu)體材(cai)料(liao)攪拌的(de)(de)(de)(de)過程中(zhong),利用(yong)剪切力作(zuo)用(yong)將(jiang)組(zu)織(zhi)分(fen)(fen)(fen)散(san)。鍵合的(de)(de)(de)(de)有(you)機(ji)相(xiang)就(jiu)像溶劑(ji)(ji)或洗(xi)滌劑(ji)(ji)一樣,將(jiang)樣品組(zu)分(fen)(fen)(fen)溶解和分(fen)(fen)(fen)散(san)在(zai)支持物(wu)(wu)(wu)表(biao)面(mian)(mian)。這大(da)大(da)增加了萃(cui)取樣品的(de)(de)(de)(de)表(biao)面(mian)(mian)積,樣品按各自極(ji)(ji)性分(fen)(fen)(fen)布在(zai)有(you)機(ji)相(xiang)中(zhong),如非(fei)極(ji)(ji)性組(zu)分(fen)(fen)(fen)分(fen)(fen)(fen)散(san)在(zai)非(fei)極(ji)(ji)性有(you)機(ji)相(xiang)中(zhong),極(ji)(ji)性小分(fen)(fen)(fen)子與(yu)硅(gui)膠上的(de)(de)(de)(de)硅(gui)烷(wan)醇結合,大(da)的(de)(de)(de)(de)弱極(ji)(ji)性分(fen)(fen)(fen)子則分(fen)(fen)(fen)散(san)在(zai)多(duo)相(xiang)物(wu)(wu)(wu)質(zhi)(zhi)表(biao)面(mian)(mian)。(烏日娜等(deng),食品科學(xue),2006,26(6):266-268)。香港城市大(da)學(xue)的(de)(de)(de)(de)Qing Shen等(deng)利用(yong)二氧化鈦納米顆粒作(zuo)萃(cui)取劑(ji)(ji),以基質(zhi)(zhi)固(gu)相(xiang)分(fen)(fen)(fen)散(san)萃(cui)取方法(fa)(fa)進行橄欖果(guo)的(de)(de)(de)(de)脂(zhi)質(zhi)(zhi)組(zu)學(xue)研(yan)究,研(yan)究證(zheng)明這一方法(fa)(fa)可以把磷脂(zhi)從非(fei)磷脂(zhi)中(zhong)完全選(xuan)擇性地(di)分(fen)(fen)(fen)離出來。(Food Research Int,2013, 54:2054–2061)。

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