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第一篇 导论 2

1脂质与脂质组学 2

1.1 脂质 2

1.1.1 定义 2

1.1.2 分类 3

1.2 脂质组学 9

1.2.1 定义 9

1.2.2 脂质组学发展史 10

参考文献 11

2脂质组学的质谱分析 15

2.1 电离技术 15

2.1.1 电喷雾电离 16

2.1.2 基质辅助激光解吸/离子化 22

2.2 质量分析器 23

2.2.1 四极杆质量分析器 23

2.2.2 飞行时间质量分析器 24

2.2.3 离子阱质量分析器 25

2.3 检测器 26

2.4 串联质谱技术 27

2.4.1 产物离子分析 28

2.4.2 中性丢失扫描 28

2.4.3 前体离子扫描 28

2.4.4 选择反应监测 29

2.4.5 串联质谱技术 29

2.5 质谱分析脂质的其他最新进展 31

2.5.1 离子淌度质谱 31

2.5.2 解吸电喷雾电离 32

参考文献 33

3基于质谱的脂质组学 38

3.1 引言 38

3.2 鸟枪法脂质组学 38

3.2.1 直接进样装置 38

3.2.2 鸟枪法脂质组学的特点 39

3.2.3 鸟枪法脂质组学 40

3.2.4 优缺点 45

3.3 基于LC－MS的脂质组学方法 47

3.3.1 概述 47

3.3.2 基于LC－MS的脂质组学方法 48

3.3.3 优点和缺点 52

3.3.4 LC－MS分离后脂质的鉴定 52

3.4 脂质组学中的MALDI－MS 53

3.4.1 概述 53

3.4.2 脂质提取物的分析 53

3.4.3 优点和缺点 54

3.4.4 MALDI－MS在脂质组学中的研究进展 54

参考文献 56

4质谱技术在脂质组学应用中的变量因素 63

4.1 引言 63

4.2 脂质提取过程中的变量因素（即多重提取条件） 63

4.2.1 pH 63

4.2.2 溶剂极性 63

4.2.3 脂质固有的化学性质 64

4.3 进样溶液中的变量因素 64

4.3.1 极性、组成、离子对以及其他变量 64

4.3.2 改性剂的含量及组成 65

4.3.3 进样溶液中的脂质浓度 69

4.4 离子化过程中的变量因素 69

4.4.1 离子源温度 69

4.4.2 喷雾电压 70

4.4.3 进样/流动相的流速 70

4.5 MS/MS扫描监测过程中的结构单元 72

4.5.1 前体离子扫描中碎片离子的m/z 72

4.5.2 中性丢失扫描中中性丢失片段的质量 72

4.5.3 产物离子质谱分析中的结构单元碎片 73

4.6 碰撞过程中的变量 73

4.6.1 碰撞能量 73

4.6.2 碰撞气压 74

4.6.3 碰撞气体类型 76

4.7 分离过程中的变量 77

4.7.1 源内分离中的电荷性质 77

4.7.2 LC分离中的洗脱时间 79

4.7.3 MALDI中选择离子化的基质 79

4.7.4 离子淌度分离中的漂移时间（或碰撞截面） 80

4.8 结论 81

参考文献 81

5生物信息学在脂质组学中的应用 86

5.1 引言 86

5.2 脂质文库和数据库 87

5.2.1 脂质代谢途径研究计划（Lipid MAPS）结构数据库 87

5.2.2 基于结构单元概念的理论数据库 88

5.2.3 LipidBlast－电子串联质谱库 92

5.2.4 METLIN数据库 93

5.2.5 人类代谢组数据库 93

5.2.6 LipidBank数据库 94

5.3 用于自动化脂质数据处理的生物信息学工具 94

5.3.1 LC－MS谱图处理 94

5.3.2 生物统计分析和可视化 95

5.3.3 脂质种类结构的解释 96

5.3.4 用于常见数据处理的软件包 97

5.4 脂质网络/通路分析和建模的生物信息学 100

5.4.1 脂质网络/通路的重建 100

5.4.2 模拟用于解释生物合成途径的脂质组学数据 100

5.4.3 空间分布和生物物理背景建模 102

5.5 “组学”整合 103

5.5.1 脂质组学与其他组学的整合 103

5.5.2 脂质组学为基因组学分析提供指引 103

参考文献 104

第二篇 脂质的表征 110

6简介 110

6.1 脂质结构表征 110

6.2 脂质定性的模式识别 113

6.2.1 模式识别的基本原则 113

6.2.2 应用举例 114

6.2.3 小结 122

参考文献 122

7甘油磷脂的裂解特征 125

7.1 引言 125

7.2 磷脂酰胆碱（PC） 126

7.2.1 正离子模式 126

7.2.2 负离子模式 128

7.3 磷脂酰乙醇胺（PE） 130

7.3.1 正离子模式 130

7.3.2 负离子模式 131

7.4 磷脂酰肌醇（PI）和磷脂酰肌醇磷酸 133

7.4.1 正离子模式 133

7.4.2 负离子模式 133

7.5 磷脂酰丝氨酸（PS） 133

7.5.1 正离子模式 133

7.5.2 负离子模式 134

7.6 磷脂酰甘油（PG） 135

7.6.1 正离子模式 135

7.6.2 负离子模式 135

7.7 磷脂酸（PA） 136

7.7.1 正离子模式 136

7.7.2 负离子模式 136

7.8 心磷脂（CL） 136

7.9 溶血甘油磷脂（lysoGLP） 137

7.9.1 溶血卵磷脂（LPC） 137

7.9.2 溶血磷脂酰乙醇胺（LPE） 139

7.9.3 阴离子溶血甘油磷脂（anionic lysoGPL） 140

7.10 其他甘油磷脂 140

7.10.1 N－酰基化磷脂酰乙醇胺 140

7.10.2 N－酰基化磷脂酰丝氨酸 141

7.10.3 酰基磷脂酸甘油 141

7.10.4 双（单酰甘油）磷酸酯（BMP） 141

7.10.5 环状磷脂酸 141

参考文献 142

8鞘脂的裂解特征 146

8.1 引言 146

8.2 神经酰胺 146

8.2.1 正离子模式 146

8.2.2 负离子模式 147

8.3 神经鞘磷脂 148

8.3.1 正离子模式 148

8.3.2 负离子模式 149

8.4 脑苷脂 149

8.4.1 正离子模式 149

8.4.2 负离子模式 150

8.5 硫苷脂 151

8.6 寡糖基神经酰胺与神经节苷脂 152

8.7 肌醇磷酸神经酰胺 153

8.8 鞘脂的代谢产物 153

8.8.1 鞘氨醇骨架 153

8.8.2 1－磷酸鞘氨醇 154

8.8.3 溶血鞘磷脂 155

8.8.4 神经鞘氨醇半乳糖苷 155

参考文献 155

9甘油脂的裂解特征 157

9.1 引言 157

9.2 甘油单酯 158

9.3 甘油二酯 158

9.4 甘油三酯 161

9.5 已糖基甘油二酯 161

9.6 其他糖脂 163

参考文献 164

10脂肪酸和改性脂肪酸的裂解特征 166

10.1 引言 166

10.2 游离脂肪酸 167

10.2.1 未衍生化的游离脂肪酸 167

10.2.2 衍生化的游离脂肪酸 169

10.3 改性脂肪酸 170

10.4 脂肪酸组学 172

参考文献 176

11其他生物活性脂质代谢物的裂解特征 178

11.1 引言 178

11.2 酰基肉碱 178

11.3 酰基辅酶A 180

11.4 内源性大麻素 180

11.4.1 N－酰基乙醇胺 181

11.4.2 2－酰基丙三醇 181

11.4.3 N－酰基氨基酸 181

11.5 4－羟基烯醛 181

11.6 氯化脂质 183

11.7 固醇和氧固醇 184

11.8 脂肪酸－羟基脂肪酸 185

参考文献 186

12脂质的质谱成像分析 189

12.1 引言 189

12.1.1 适用于脂质质谱成像的样品 190

12.1.2 样品处理/准备 190

12.1.3 基质的应用 190

12.1.4 数据处理 192

12.2 MALDI－MS成像 193

12.3 二次离子质谱成像 195

12.4 DESI－MS成像 196

12.5 离子淌度成像 197

12.6 脂质质谱成像分析的优点和缺点 197

12.6.1 优点 197

12.6.2 局限性 198

参考文献 198

第三篇 脂质的定量 206

13样品前处理 206

13.1 引言 206

13.2 采样、储存及相关问题 206

13.2.1 采样 206

13.2.2 萃取前的样品储存 208

13.2.3 最大限度地减少自动氧化 208

13.3 脂质萃取的原则与方法 209

13.3.1 脂质的萃取原则 210

13.3.2 内标 212

13.3.3 脂质萃取方法 214

13.3.4 脂质萃取过程中的注意事项 217

13.3.5 脂质萃取物的储存 218

参考文献 218

14脂质组学中各个脂质的定量分析 221

14.1 引言 221

14.2 脂质质谱定量原理 223

14.3 脂质定量方法 225

14.3.1 串联质谱法 225

14.3.2 多维质谱“鸟枪法”脂质组学中的两步法定量 229

14.3.3 选择离子监测模式（SIM） 231

14.3.4 选择反应监测模式（SRM） 233

14.3.5 基于高准确度质谱的定量方法 235

参考文献 237

15影响脂质精确定量的因素 241

15.1 引言 241

15.2 脂质聚合 241

15.3 定量分析的线性动态范围 242

15.4 串联质谱法定量分析脂质时的基本要素 244

15.5 离子抑制 245

15.6 质谱基线 247

15.7 同位素的影响 247

15.8 定量分析所用内标的最小数量 249

15.9 源内裂解 250

15.10 溶剂的质量 251

15.11 脂质定量分析中的其他方面 251

参考文献 251

16数据质量控制与分析 254

16.1 引言 254

16.2 数据质量控制 255

16.3 通过识别脂质代谢途径进行数据分析 256

16.3.1 鞘脂代谢途径网络 256

16.3.2 甘油磷脂的生物合成途径网络 256

16.3.3 甘油脂的代谢 259

16.3.4 不同脂质之间的相互关系 259

16.4 基于脂质功能的数据分析 259

16.4.1 作为细胞膜成分的脂质 260

16.4.2 脂质作为细胞能量储存库 261

16.4.3 脂质信号分子 263

16.4.4 脂质在细胞内的其他作用 264

16.5 由于样品不均匀性和细胞区室的存在导致的数据分析复杂性 265

16.6 整合“组学”数据进行数据验证 266

参考文献 267

第四篇 脂质组学在生物医学及生物学领域的应用 272

17关于健康和疾病的脂质组学 272

17.1 引言 272

17.2 糖尿病和肥胖症 273

17.3 心血管疾病 274

17.4 非酒精性脂肪肝 275

17.5 阿尔茨海默病 276

17.6 精神疾病 278

17.7 癌症 278

17.8 营养学中的脂质组学 280

17.8.1 脂质组学在特殊膳食或挑战性试验研究中的应用 280

17.8.2 脂质组学在食品质量控制方面的应用 281

参考文献 281

18植物脂质组学 290

18.1 引言 290

18.2 植物脂质组中的特殊脂质 291

18.2.1 半乳糖脂 291

18.2.2 鞘脂 292

18.2.3 固醇及其衍生物 293

18.2.4 硫脂 294

18.2.5 脂质A及其中间体 294

18.3 脂质组学在植物生物学中的应用 294

18.3.1 应激诱导的植物脂质体变化 294

18.3.2 植物生长发育过程中脂质体的变化 298

18.3.3 脂质组学在基因功能表征中的应用 299

18.3.4 脂质组学有助于改善转基因食品的质量 301

参考文献 301

19酵母菌和结核分枝杆菌的脂质组学 305

19.1 引言 305

19.2 酵母脂质组学 306

19.2.1 酵母脂质组质谱分析策略 306

19.2.2 酵母脂质组的定量分析 307

19.2.3 不同酵母菌株的脂质组学 307

19.2.4 酵母脂质组学对脂质合成及功能的影响 308

19.2.5 生长条件对酵母脂质组的影响 311

19.3 结核分枝杆菌的脂质组学 311

参考文献 313

20细胞器和亚细胞膜中的脂质组学 316

20.1 引言 316

20.2 高尔基体 316

20.3 脂滴 318

20.4 脂筏 318

20.5 线粒体 320

20.6 细胞核 323

20.7 结论 323

参考文献 324

索引 328

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