色譜-質譜聯用是目前代謝組學分析的主流方法，但是色譜分離速度限制了其在大規模樣本分析中的應用。直接進樣質譜(DI-MS)雖然通量高，但面臨著離子抑制效應導致代謝物檢測靈敏度降低、缺少色譜分離使得定性定量困難等挑戰。因此，亟需發展與DI-MS相配的高靈敏度的質譜數據采集技術和數據分析技術。

針對上述難題，該團隊提出了一種基于納升電噴霧直接進樣高分辨質譜(nanoESI DI-HRMS)的非靶向代謝組學分析策略：將一級精確質量、同位素分布模式、二級質譜相似度、母離子和子離子強度相關性等結合，使代謝物的定性準確率高于94%;定量方面采用一級母離子結合二級特征碎片離子的方式來實現。此方法穩定可靠，2-3分鐘可分析一個樣品，適合于大規模樣本的高通量代謝組學研究。

另一方面，傳統的細胞代謝組學分析方法通常需要數百萬個細胞，但對許多稀有細胞例如循環腫瘤細胞、原代腫瘤細胞、干細胞等，面臨著細胞數不足的問題。該團隊在上述工作基礎上，建立了一種基于毛細管微探針的細胞取樣、96孔板脂質在線提取、nanoESI DI-HRMS拼接式質譜數據采集的新方法，實現了3分鐘內從20個哺乳動物細胞中檢測19類脂質、500多種脂質代謝物。該平臺在生命科學和臨床醫學研究中具有應用潛力。

相關工作分別以“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”為題，發表在《分析化學》(Analytical Chemistry)上。上述工作得到國家重點研發計劃、國家自然科學基金、大連化物所創新基金、大連化物所-青島能源所融合基金等項目的資助。(文/圖 徐天潤、王利超、胡春秀)

文章鏈接：https://doi.org/10.1021/acs.analchem.1c01480;https://doi.org/10.1021/acs.analchem.1c00373