TractrendAnalChem|郑州大学孙志／陈迪／左莉华团队|在分析化学顶刊上连续发表色谱质谱分析方法前沿发展综述

　　最近，郑州大学孙志/陈迪/左莉华团队连续在期刊Trends in Analytical Chemistry（中科院一区，IF 13.10, JCR Q1(1/106)）上发表题为“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”的综述论文二篇。分别聚焦于目前前沿方法技术“质谱成像和柱后衍生”，从技术原理、方法开发，应用方式及局限性等层面进行了系统的综述与讨论。

　　图1：提高MALDI质谱成像低分子量化合物性能的方法策略

　　（一）由于低质核比区域基质的干扰，基质辅助激光解吸电离质谱（MALDI）在成像低分子量（m/z<500）化合物方面一直面临挑战。为充分提高MALDI成像分析低分子量化合物的性能，需要采取合适的策略减少基质干扰或提高分析物的电离效率。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，全面总结了使用超高分辨率质谱、新的离子化策略、新型基质、表面辅助激光解吸电离技术、基质加合物、衍生化及新型组织制备方式等技术方法。系统论述了MALDI成像表征低分子量化合物的研究现状，对各方法的优势和局限性进行了全面的讨论和总结。

　　在这些方法中，表面辅助激光解吸电离技术（SALDI-MS）几乎没有背景干扰，且与传统的有机基质相比能够获得更高的信号强度，在低分子化合物的分析表征中已得到广泛的应用（图2）。

　　图2：脂肪酸及其双键位置异构体的金属氧化物激光电离质谱成像（A）；功能化二氧化钛纳米线底物的制备方案及其在次生代谢物质谱成像中的应用（B）。

　　衍生化是质谱中常用的提高检测性能的技术。目前针对低分子量化合物的MALDI-MSI，已经开发了各种组织内化学衍生策略来提高检测灵敏度、最大限度地减少干扰（图3）。

　　图3：成像生物组织中代谢物的组织衍生化策略

　　由于MALDI-MSI没有色谱分离过程，因此许多共存的内源性化合物，包括蛋白质、脂质、无机盐等将极大地干扰低分子量化合物的解吸电离效率。因此，采用合适的组织制备方法可以除去干扰化合物同时大大提高低分子量化合物的MALDI-MSI性能（图4）。

　　图4：组织制备方式示意图

　　（二）柱后衍生化与液相色谱相结合已成为提高检测灵敏度和选择性，同时促进快速和自动化分析的重要技术。Recent advances in post-column derivatization: Enhancing sensitivity and selectivity in liquid chromatography analysis一文对2013年至2023年的柱后衍生化技术进行了全面综述，并聚集于LC-UV-Vis/荧光光谱和液相质谱的检测技术。重点介绍了化学衍生、光化学衍生、电化学衍生以及柱后络合等柱后衍生方法。深入探讨了衍生化的基本原理，总结了柱后衍生方法的应用，并讨论了新兴衍生化反应方式。该综述从全新的视角对未来柱后衍生研究领域的发展前景做出了全面的分析和概括，为研究人员发展建立创新型研究策略提供了参考。

　　图1：提高液相色谱分析灵敏度和选择性的柱后衍生化研究进展

　　对于化学衍生，文章对氨基、巯基、二醇类、醛类等分析物进行了分类和总结，对各策略的优势和局限性进行了讨论（图2）。

　　图2：以盐酸羟胺为柱后衍生化试剂的醛类分析方法

　　电化学衍生化，顾名思义，利用电化学方法进行衍生化。这种技术，特别是柱后电化学衍生化，由于其快速、高灵敏度和可减少对污染试剂的依赖等优点而受到了广泛的关注（图3）。

　　图3：基于电化学氧化的库仑质谱法对蛋白质进行绝对定量

　　除了利用柱后衍生形成共价键外，柱后络合方法通过在色谱分离后加入络合剂，使分析物与之形成复合物，从而显著提高了检测过程的灵敏度和选择性（图4）。

　　图4：识别复杂样品中与金属结合化合物的ESI-LC-MS/MS工作流程

　　通讯作者

　　孙志

　　郑州大学博士生导师，博士后合作导师，郑州大学第一附属医院临床药理科副主任，河南省精准医学临床质谱工程研究中心副主任。研究方向聚焦国产临床质谱仪器研发、临床诊疗生物标志物和中药药效物质基础研究等，在Cancer Res、Trac-trend Anal Chem、Clin Transl Med、Phytomedicine等国内外知名期刊上发表论文170余篇。主持国家重点研发计划课题（357.8万）、国家自然科学基金面上项目/青年项目等20余项。入选河南省高层次人才、中原英才计划-中原青年拔尖人才，河南省卫生健康中青年学科带头人等多项人才项目。兼任国家卫健委人发中心精准医疗健康科普专委会副主任委员、中国优生优育协会精准检验工委会副主任委员、临床质谱协会青年副理事长、全国卫生产业企业管理协会实验医学（临床质谱）常务委员、河南省药学会药物服务专委会副主任委员、河南省药学会药物分析专委会常委、《Journal of Pharmaceutical Analysis》青年编委、《中草药》青年编委、《沈阳药科大学学报》青年编委等。

　　陈迪

　　陈迪，郑州大学药物分析系副教授，硕士生导师。武汉大学本科、博士，加拿大The UVic-Genome BC Proteomics Centre博士后，2018年7月入职郑州大学药学院，主要研究领域包括食品营养与质量安全、药物生物分析、代谢组学等。近年来以第一/通讯作者在Trac-trend Anal Chem、Talanta、Anal Chim Acta、Phytomedicine、Food Chem等分析化学、药物分析、食品分析权威期刊发表SCI论文40余篇。指导国家级大学生创新创业训练项目多项。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本期刊青年编委。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等众多SCI期刊审稿专家。

　　左莉华

　　郑州大学第一附属医院药学部副主任药师，硕士生导师。研究方向包括临床质谱分析、临床中毒毒检方法开发与转化和中药药效物质基础研究等。研究成果在Trac-trend Anal Chem、Phytomedicine等国内外核心期刊发表论文100余篇。主持国家重点研发计划子课题（100万）、国家自然科学基金和河南省科技攻关项目等各级科研项目10余项。任教育部学位论文评审专家，国家卫健委精准医疗健康科普项目专家委员会委员，中国优生优育协会精准检验工作委员会委员、中国康复医学会药学与康复专业委员会委员、全国卫生产业企业管理协会实验医学(临床质谱)专家委员会委员、中华中医药学会中药分析分会委员、中国医药生物技术协会药物分析技术分会委员和《沈阳药科大学学报》杂志编委等。以第一/第三完成人获批河南省教育厅科技成果奖一等奖、河南省科技进步奖三等奖、河南省医学科技奖一等奖等科技奖励7项。