18:0 PC-d83,CAS:326495-40-3
18:0 PC-d83(CAS: 326495-40-3):结构特征、合成策略及研究应用
一、引言
18:0 PC-d83是一种重氘标记的磷脂,化学全称为1,2-二硬脂酰-sn-甘油-3-磷酸胆碱(部分氢被氘替代),其CAS号为326495-40-3。由于其独特的同位素标记特性,18:0 PC-d83广泛应用于脂质组学、膜生物学、质谱分析以及脂质代谢研究等领域。氘标记的脂质分子能够在质谱分析中产生独特的同位素峰模式,有助于研究者在复杂生物样品中进行确的定量和定性分析,同时减少样品干扰。随着脂质组学和膜动力学研究的快速发展,18:0 PC-d83作为内标物和研究工具的重要性日益凸显。
二、化学结构与分子特性
18:0 PC-d83的分子式为C44H5NO8PD83,分子量约为873.66 g/mol。其结构特征主要包括:
脂肪酸链:分子中含有两个硬脂酸(18:0)链,并在脂肪酸链的氢原子位置引入氘形成重氘标记,总共83个氘原子被引入。
甘油骨架:甘油的C1、C2位分别连接氘标记的硬脂酸链,C3位连接磷酸胆碱头基。
胆碱头基:磷酸胆碱头基具有性特性,保证了分子在膜环境中的生物相容性及水溶性调节作用。
这种结构不仅使18:0 PC-d83在物理化学性质上与天然18:0 PC类似,同时氘的引入为质谱定量提供了稳定的质量标签。
物理化学性质
分子量:约873.66 g/mol
纯度:通常>99%,通过高效液相色谱或薄层色谱验证
溶解性:易溶于有机溶剂,如氯仿、甲醇及其混合溶剂
稳定性:在-20°C避光保存可长期稳定,避免潮湿环境
同位素特性:重氘标记不会显著改变脂质链的构象和物理性质,但在质谱中形成明显的质量偏移峰,便于定量分析
三、合成方法
18:0 PC-d83的合成通常采用化学合成与同位素标记结合的策略,包括以下主要步骤:
重氘化脂肪酸制备
利用氘源对天然硬脂酸进行氘交换或全氘化,得到氘标记的C18脂肪酸链。
甘油骨架偶联
将氘标记脂肪酸通过酰化反应与甘油骨架C1、C2羟基结合,形成二酰甘油结构。
磷酸胆碱头基连接
甘油骨架C3位的羟基与磷酸胆碱发生磷酸化反应,终形成18:0 PC-d83。
在整个合成过程中,需要严格控制反应条件,防止氘原子的回交换,同时确保产品纯度和结构完整性。通常通过核磁共振(NMR)和质谱(MS)对合成产物进行结构确认和同位素标记效率的检测。
四、在脂质组学中的应用
1. 质谱分析内标
18:0 PC-d83常被用作磷脂组定量分析的内标物。其重氘标记保证了质谱中清晰的同位素峰,能够与天然磷脂区分开,从而提高定量的准确性和重复性。尤其在复杂生物样品如血浆、细胞裂解液和组织提取物中,18:0 PC-d83能够有效校正样品制备及分析过程中的损失或干扰。
2. 脂质体及膜模型研究
由于18:0 PC-d83的物理化学性质与天然硬脂酰PC高度相似,可用于制备脂质体模型和人工膜。研究者可以通过重氘标记追踪脂质在膜中的分布、动态迁移及膜相行为,同时探究药物分子与脂质膜的相互作用。例如,在药物载体研究中,18:0 PC-d83可以用来标记脂质体,从而监测其体内分布和代谢过程。
3. 脂质代谢研究
通过引入18:0 PC-d83作为示踪物,可研究细胞内磷脂代谢路径、脂质更新率以及脂质转运过程。氘标记的稳定性使其在长期细胞培养或体内实验中能够被追踪,从而提供关于脂质合成、降解及再分布的确数据。
4. 膜蛋白相互作用分析
在膜蛋白研究中,18:0 PC-d83能够帮助分析蛋白质与脂质的结合特性及膜结构调控作用。通过质谱结合同位素标记策略,研究者可获得蛋白-脂质相互作用的定量信息,帮助揭示膜蛋白功能及信号转导机制。
五、其他应用前景
除了在基础研究中的应用,18:0 PC-d83在药物开发、纳米药物载体以及生物传感器设计中也具有潜力。例如:
药物递送系统:标记脂质用于监测脂质纳米颗粒在体内的运输和释放。
疾病机制研究:通过追踪脂质代谢异常,研究代谢性疾病、心血管疾病和神经退行性疾病。
质谱成像:在组织切片中定位磷脂分布,结合重氘标记提供定量信息。
六、结论
18:0 PC-d83(CAS: 326495-40-3)是一种高纯度、重氘标记的磷脂,具有独特的质谱识别特性和稳定的化学性质。在脂质组学、膜生物学和脂质代谢研究中,其作为内标物和示踪分子具有不可替代的作用。通过确的合成方法和严格的质量控制,18:0 PC-d83能够为科学研究提供可靠的数据支持,并在脂质代谢研究、药物递送系统开发以及膜蛋白相互作用分析中展现出广阔的应用前景。未来,随着脂质组学技术的发展和生物医学研究的深入,18:0 PC-d83将在准分析、动态追踪及疾病机制探索中发挥更为重要的作用。
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