色谱-质谱联用是目前代谢组学分析的主流方法，但是色谱分离速度限制了其在大规模样本分析中的应用。直接进样质谱(DI-MS)虽然通量高，但面临着离子抑制效应导致代谢物检测灵敏度降低、缺少色谱分离使得定性定量困难等挑战。因此，亟需发展与DI-MS相配的高灵敏度的质谱数据采集技术和数据分析技术。
针对上述难题，该团队提出了一种基于纳升电喷雾直接进样高分辨质谱(nanoESI DI-HRMS)的非靶向代谢组学分析策略：将一级精确质量、同位素分布模式、二级质谱相似度、母离子和子离子强度相关性等结合，使代谢物的定性准确率高于94%;定量方面采用一级母离子结合二级特征碎片离子的方式来实现。此方法稳定可靠，2-3分钟可分析一个样品，适合于大规模样本的高通量代谢组学研究。
另一方面，传统的细胞代谢组学分析方法通常需要数百万个细胞，但对许多稀有细胞例如循环肿瘤细胞、原代肿瘤细胞、干细胞等，面临着细胞数不足的问题。该团队在上述工作基础上，建立了一种基于毛细管微探针的细胞取样、96孔板脂质在线提取、nanoESI DI-HRMS拼接式质谱数据采集的新方法，实现了3分钟内从20个哺乳动物细胞中检测19类脂质、500多种脂质代谢物。该平台在生命科学和临床医学研究中具有应用潜力。
相关工作分别以“A Strategy for Nontargeted Metabolomics Annotation and Quantitation Using a High-resolution Spectral-Stitching Nanoelectrospray Direct-Infusion Mass Spectrometry with Data-Independent Acquisition”和“Lipid Profiling of 20 Mammalian Cells by Capillary Microsampling Combined with High-Resolution Spectral Stitching Nanoelectrospray Ionization Direct-Infusion Mass Spectrometry”为题，发表在《分析化学》(Analytical Chemistry)上。上述工作得到国家重点研发计划、国家自然科学基金、大连化物所创新基金、大连化物所-青岛能源所融合基金等项目的资助。(文/图 徐天润、王利超、胡春秀)
文章链接：https://doi.org/10.1021/acs.analchem.1c01480;https://doi.org/10.1021/acs.analchem.1c00373
