Paternò-Büchi(PB)反应与串联质谱结合实现不饱和脂质精确结构解析
2020-02-28马潇潇胡清源
马潇潇,胡清源,瑕 瑜
(1.清华大学 精密仪器系 精密测试技术及仪器国家重点实验室,北京 100084;2.清华大学 化学系,北京 100084)



本文主要介绍基于PB反应的脂质分析的基本原理,以及适用于脂质衍生化的电喷雾质谱(ESI-MS)实验设置。以不同类型脂质(如甘油磷脂、脂肪酸和胆固醇酯)为例,介绍了脂质结构解析和定量分析的基本方法。该方法既可直接用于鸟枪脂质组学分析,也可与液相色谱联用。本衍生方法无需对质谱仪器做改造,通过紫外光源即可在离子源处实现脂质快速衍生化,装置简单,谱图易解,有望在各类脂质分析中获得广泛应用。
1 Paternò-Büchi反应


图1 油酸和丙酮间的PB及逆反应
2 PB反应与ESI-MS联用
2.1 光化学反应器
常规用于有机合成的PB反应体系通常体积较大[28-32],量子产率也较低(0.01~0.1),因此需要高浓度的反应试剂(mmol/L到mol/L)、较长的反应时间(3~24 h)和非极性溶剂条件[33]。然而,这些反应条件与电喷雾离子化不兼容。为将PB反应与ESI-MS联用,本课题组发展了流式微反应器和nanoESI在线反应两种分析模式。
2.1.1 流式微反应器发展流式微反应器(Flow microreactor)主要目的是使光衍生反应时间可调,使其能与常规ESI分析联用。流式微反应器采用内径 <1 mm的毛细管作为流道,可实现对UV照射时间的准确控制以及较高的光子效率,并可减少由过度或不均匀UV照射导致的副产物的生成。经过不断优化,目前一般采用可透过UV辐射的熔融石英毛细管作为反应流道(外径363 μm,内径100 μm)。该装置的流速可调范围较大:从亚μL/min到亚mL/min[34-35]。将毛细管以0.5 cm间距绕在UV灯上(反应时间>10 s),或与UV灯距离0.5 cm保持平行(图2A)。UV照射5 s后,PC 16∶0/18∶1(9Z)(5 μmol/L,在70∶30丙酮/水溶液中,1%乙酸)衍生化产物的离子强度基本与底物相当,转化率约为50%。这种反应装置可以提供比体相反应更高的产率,并显著减少副反应。在该类型的反应器中,UV照射5 s后,反应即基本达到平衡。反应器的流速范围(100 nL/min~50 μL/min)恰好与常规ESI-MS进样的流速相当,因而两者可以很好地联用。……
