TractrendAnalChem|鄭州大學孫志／陳迪／左莉華團隊|在分析化學頂刊上連續發表色譜質譜分析方法前沿發展綜述

　　最近，鄭州大學孫志/陳迪/左莉華團隊連續在期刊Trends in Analytical Chemistry（中科院一區，IF 13.10, JCR Q1(1/106)）上發表題為“Recent strategies for improving MALDI mass spectrometry imaging performance towards low molecular weight compounds”及“Recent advances in post-column derivatization: Enhancing sensitivity and selectivity in liquid chromatography analysis”的綜述論文二篇。分別聚焦于目前前沿方法技術“質譜成像和柱后衍生”，從技術原理、方法開發，應用方式及局限性等層面進行了系統的綜述與討論。

　　圖1：提高MALDI質譜成像低分子量化合物性能的方法策略

　　（一）由于低質核比區域基質的干擾，基質輔助激光解吸電離質譜（MALDI）在成像低分子量（m/z<500）化合物方面一直面臨挑戰。為充分提高MALDI成像分析低分子量化合物的性能，需要采取合適的策略減少基質干擾或提高分析物的電離效率。因此，Recent strategies for improving MALDI mass spectrometry imaging performance towards low molecular weight compounds一文聚焦于改善MALDI成像分析低分子量化合物性能的研究策略，全面總結了使用超高分辨率質譜、新的離子化策略、新型基質、表面輔助激光解吸電離技術、基質加合物、衍生化及新型組織制備方式等技術方法。系統論述了MALDI成像表征低分子量化合物的研究現狀，對各方法的優勢和局限性進行了全面的討論和總結。

　　在這些方法中，表面輔助激光解吸電離技術（SALDI-MS）幾乎沒有背景干擾，且與傳統的有機基質相比能夠獲得更高的信號強度，在低分子化合物的分析表征中已得到廣泛的應用（圖2）。

　　圖2：脂肪酸及其雙鍵位置異構體的金屬氧化物激光電離質譜成像（A）；功能化二氧化鈦納米線底物的制備方案及其在次生代謝物質譜成像中的應用（B）。

　　衍生化是質譜中常用的提高檢測性能的技術。目前針對低分子量化合物的MALDI-MSI，已經開發了各種組織內化學衍生策略來提高檢測靈敏度、最大限度地減少干擾（圖3）。

　　圖3：成像生物組織中代謝物的組織衍生化策略

　　由于MALDI-MSI沒有色譜分離過程，因此許多共存的內源性化合物，包括蛋白質、脂質、無機鹽等將極大地干擾低分子量化合物的解吸電離效率。因此，采用合適的組織制備方法可以除去干擾化合物同時大大提高低分子量化合物的MALDI-MSI性能（圖4）。

　　圖4：組織制備方式示意圖

　　（二）柱后衍生化與液相色譜相結合已成為提高檢測靈敏度和選擇性，同時促進快速和自動化分析的重要技術。Recent advances in post-column derivatization: Enhancing sensitivity and selectivity in liquid chromatography analysis一文對2013年至2023年的柱后衍生化技術進行了全面綜述，并聚集于LC-UV-Vis/熒光光譜和液相質譜的檢測技術。重點介紹了化學衍生、光化學衍生、電化學衍生以及柱后絡合等柱后衍生方法。深入探討了衍生化的基本原理，總結了柱后衍生方法的應用，并討論了新興衍生化反應方式。該綜述從全新的視角對未來柱后衍生研究領域的發展前景做出了全面的分析和概括，為研究人員發展建立創新型研究策略提供了參考。

　　圖1：提高液相色譜分析靈敏度和選擇性的柱后衍生化研究進展

　　對于化學衍生，文章對氨基、巰基、二醇類、醛類等分析物進行了分類和總結，對各策略的優勢和局限性進行了討論（圖2）。

　　圖2：以鹽酸羥胺為柱后衍生化試劑的醛類分析方法

　　電化學衍生化，顧名思義，利用電化學方法進行衍生化。這種技術，特別是柱后電化學衍生化，由于其快速、高靈敏度和可減少對污染試劑的依賴等優點而受到了廣泛的關注（圖3）。

　　圖3：基于電化學氧化的庫侖質譜法對蛋白質進行絕對定量

　　除了利用柱后衍生形成共價鍵外，柱后絡合方法通過在色譜分離后加入絡合劑，使分析物與之形成復合物，從而顯著提高了檢測過程的靈敏度和選擇性（圖4）。

　　圖4：識別復雜樣品中與金屬結合化合物的ESI-LC-MS/MS工作流程

　　通訊作者

　　孫志

　　鄭州大學博士生導師，博士后合作導師，鄭州大學第一附屬醫院臨床藥理科副主任，河南省精準醫學臨床質譜工程研究中心副主任。研究方向聚焦國產臨床質譜儀器研發、臨床診療生物標志物和中藥藥效物質基礎研究等，在Cancer Res、Trac-trend Anal Chem、Clin Transl Med、Phytomedicine等國內外知名期刊上發表論文170余篇。主持國家重點研發計劃課題（357.8萬）、國家自然科學基金面上項目/青年項目等20余項。入選河南省高層次人才、中原英才計劃-中原青年拔尖人才，河南省衛生健康中青年學科帶頭人等多項人才項目。兼任國家衛健委人發中心精準醫療健康科普專委會副主任委員、中國優生優育協會精準檢驗工委會副主任委員、臨床質譜協會青年副理事長、全國衛生產業企業管理協會實驗醫學（臨床質譜）常務委員、河南省藥學會藥物服務專委會副主任委員、河南省藥學會藥物分析專委會常委、《Journal of Pharmaceutical Analysis》青年編委、《中草藥》青年編委、《沈陽藥科大學學報》青年編委等。

　　陳迪

　　陳迪，鄭州大學藥物分析系副教授，碩士生導師。武漢大學本科、博士，加拿大The UVic-Genome BC Proteomics Centre博士后，2018年7月入職鄭州大學藥學院，主要研究領域包括食品營養與質量安全、藥物生物分析、代謝組學等。近年來以第一/通訊作者在Trac-trend Anal Chem、Talanta、Anal Chim Acta、Phytomedicine、Food Chem等分析化學、藥物分析、食品分析權威期刊發表SCI論文40余篇。指導國家級大學生創新創業訓練項目多項。Journal of Pharmaceutical Analysis、Acta Materia Medica、Biomedical Analysis、Food & Medicine Homology、Food Safety and Health、Food Science of Animal Products、Food Materials Research等11本期刊青年編委。Trends in Analytical Chemistry、Talanta、Industrial Crops & Products、Microchemical Journal、Journal of Chromatography A、Journal of Pharmaceutical and Biomedical Analysis、Food Chemistry、Food and Chemical Toxicology、Critical reviews in analytical chemistry等眾多SCI期刊審稿專家。

　　左莉華

　　鄭州大學第一附屬醫院藥學部副主任藥師，碩士生導師。研究方向包括臨床質譜分析、臨床中毒毒檢方法開發與轉化和中藥藥效物質基礎研究等。研究成果在Trac-trend Anal Chem、Phytomedicine等國內外核心期刊發表論文100余篇。主持國家重點研發計劃子課題（100萬）、國家自然科學基金和河南省科技攻關項目等各級科研項目10余項。任教育部學位論文評審專家，國家衛健委精準醫療健康科普項目專家委員會委員，中國優生優育協會精準檢驗工作委員會委員、中國康復醫學會藥學與康復專業委員會委員、全國衛生產業企業管理協會實驗醫學(臨床質譜)專家委員會委員、中華中醫藥學會中藥分析分會委員、中國醫藥生物技術協會藥物分析技術分會委員和《沈陽藥科大學學報》雜志編委等。以第一/第三完成人獲批河南省教育廳科技成果獎一等獎、河南省科技進步獎三等獎、河南省醫學科技獎一等獎等科技獎勵7項。