采用直接注入质谱法快速分析硫代葡萄糖苷

日本京都大学农业研究生院的研究人员通过将无柱液相色谱 (LC) 与直接注入质谱 (DIMS) 相结合，开发出一种快速、准确且定量的硫代葡萄糖苷 (GSL) 分析方法。之前分析 GSL 的方法每个样品需要 20-50 分钟，而最近由质谱 (东京)发表的一篇论文中概述的这种方法(1) 据报道使用直接注入法，每个样品的分析时间缩短至 30 秒，且检测到的 GSL 离子强度没有降低。

十字花科植物中发现的含硫次级代谢物（2,3），已知存在约 200 种 GSL。根据氨基酸衍生侧链的差异，GSL 分为三种类型（脂肪族、芳香族和吲哚）（4）。作者指出，GSL 的分析通常使用结合液相色谱 (LC) 与光电二极管阵列 (PDA) 或质谱 (MS) 的设备进行。然而，在许多情况下，需要同时分析多个 GSL，而这些 LC 分离所需的时间是一个瓶颈。传统的 LC 通常需要很长时间才能分离多种化合物，这激发了作者通过将样品直接引入高分辨率 MS 而不使用 LC 来在短时间内量化多个 GSL 的努力。

作者使用萝卜下胚轴（植物胚胎或幼苗轴上位于其第一片叶子或第一对叶子之一下方的部分，也称为子叶 [5,6]）的提取物，发现该方法的分析时间是 30 秒，比传统方法所需的 25-45 分钟要快得多。在对萝卜下胚轴中的 GSL 进行分析时，作者能够通过高精度和高分辨率的分析检测和识别 11 种先前报道的 GSL，并且对于主要存在于萝卜下胚轴中的三种 GSL，获得与传统方法接近的定量值。在对萝卜幼苗中所含 GSL 进行 100 次连续分析中，随着分析次数的增加，测量值的波动很小，这表明可以对多个样本进行连续分析。

虽然这项研究的重点是萝卜胚轴提取物中的 GSL，但作者表示，他们开发的快速分析方法可以应用于其他化合物。通过选择固相萃取 (SPE) 柱、溶剂和电离方法，预计可以在 30 秒内对多种化合物组进行类似的分析。由于纳流式细胞术允许使用色谱柱分离化合物，作者表示有可能分离和量化本研究中使用相同分子式无法分离的化合物；因此，有必要进一步创新用于快速分析的纳流式细胞术技术。此外，由于他们的实验室没有自动 SPE 仪器，他们表示，还需要进一步研究来评估使用自动化 SPE 仪器是否能减少分析多个样品所需的时间和精力。同样，机器人技术也可用于自动化提取步骤；因此，机器人技术与自动化 SPE 和 DIMS 相结合可能能够在更短的时间内分析多个样品。作者总结说，他们的方法与 SPE 和 DIMS 相结合，将对需要分析多个样品的队列研究、化合物筛选和品种育种有用。作者总结说，他们的方法与 SPE 和 DIMS 相结合，将有助于需要分析多个样本的队列研究、化合物筛选和品种育种。作者总结说，他们的方法与 SPE 和 DIMS 相结合，将有助于需要分析多个样本的队列研究、化合物筛选和品种育种。

References

1. Tanewata M.; Oikawa A. Rapid Analysis of Glucosinolates Using Direct-Infusion Mass Spectrometry. Mass Spectrom. (Tokyo) 2024, 13 (1), A0150. DOI: 10.5702/massspectrometry.A0150

2. Barba, F. J.; N. Nikmaram, N.; S. Roohinejad, S.; A. Khelfa, A.; Z. Zhu, Z.; M. Koubaa, M. Bioavailability of Glucosinolates and their Breakdown Products: Impact of Processing. Front. Nutr. 2016, 3, 24. DOI: 10.3389/fnut.2016.00024

3. Liu, Z.; Wang, H.; Lv, J.; Luo, S.; Hu, L.; Wang, J.; Li, L.; Zhang, G.; Xie, J.; Yu, J. Effects of Plant Hormones, Metal Ions, Salinity, Sugar, and Chemicals Pollution on Glucosinolate Biosynthesis in Cruciferous Plant. Front. Plant Sci. 2022, 13, 856442. DOI: 10.3389/fpls.2022.856442

4. Ishida, M.; Hara, M.; Fukino, N.; Kakizaki, T.; Morimitsu, Y. Glucosinolate Metabolism, Functionality and Breeding for the Improvement of Brassicaceae Vegetables. Breed. Sci. 2014, 64, 48-59. DOI: 10.1270/jsbbs.64.48

5. Hypocotyl definition. Merriam-Webster website. (accessed 2024-08-07)

6. Cotyledon definition. Merriam-Webster website. (accessed 2027-08-07)