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小分子靶向定量质谱技术方法分类

2026-08-03

一、检索策略与计量概况

  • 数据库

    :PubMed(esearch + efetch,E-utilities)
  • 时间窗

    datetype=pdatmindate=2022maxdate=2026
  • 字段限定

    :核心检索词限定于 [Title/Abstract],以降低期刊名(如 Small)等噪声
  • 覆盖维度

    :按"仪器平台 / 使用场景 / 适用范围"划分,重点包含用户指定的 LC-MS/MS、GC-MS/MS 与空间靶向多组学(spatial targeted multi-omics)

近四年各技术类目命中量(Title/Abstract 限定,2022–2026)

技术类目
检索式要点
命中数
LC-MS/MS 靶向小分子
"small molecule"[TIAB] AND "LC-MS/MS"[TIAB] AND (targeted OR MRM OR quantitative)[TIAB]
40
GC-MS/MS 靶向小分子
"small molecule"[TIAB] AND "GC-MS/MS"[TIAB] AND (targeted OR quantitative)[TIAB]
2
靶向代谢组学(总体,多为 LC 平台)
targeted metabolomics[TIAB]
4,634
空间代谢组学
spatial metabolomics[TIAB]
508
质谱成像 + 小分子
mass spectrometry imaging[TIAB] AND "small molecule"[TIAB]
64
MALDI 成像 + 小分子/代谢物
MALDI[TIAB] AND imaging[TIAB] AND (metabolite OR "small molecule")[TIAB]
168
DESI 质谱成像
DESI[TIAB] AND "mass spectrometry imaging"[TIAB]
283
高分辨靶向(Orbitrap/Q-TOF/PRM)+ 小分子
(high resolution OR Orbitrap OR "Q-TOF" OR PRM)[TIAB] AND targeted[TIAB] AND "small molecule"[TIAB]
60
空间多组学
spatial multi-omics[TIAB]
431
离子 Mobility 靶向小分子
ion mobility[TIAB] AND targeted[TIAB] AND "small molecule"[TIAB]
4
CE-MS 靶向小分子
CE-MS[TIAB] AND "small molecule"[TIAB] AND targeted[TIAB]
0

读数提示:targeted metabolomics(4,634)是 LC 平台靶向小分子的超集;spatial multi-omics(431)与 spatial metabolomics(508)增速显著,是近四年最活跃的方向之一。


二、按使用场景 / 范围的技术分类

2.1 LC-MS/MS(液相色谱–串联质谱,三重四极杆 MRM/SRM)

  • 适用场景 / 范围

    :极性、热不稳定、难挥发的小分子(内源代谢物、药物及代谢物、临床小分子生物标志物)的高灵敏、高特异靶向定量。是临床检验与小分子药代/靶向验证的"金标准"平台。
  • 典型工作流

    :样品前处理(蛋白沉淀 / 液液萃取 / 固相萃取 / 磁固相萃取)→ 反相(RP) 或 HILIC 色谱分离 → 三重四极杆 MRM 多反应监测 → 同位素内标定量。
  • 近四年代表文献

    • PMID:42232084

      (Practical Laboratory Medicine, 2026):半自动化磁固相萃取(HLB 磁珠)耦合 LC-MS/MS,定量血清同型半胱氨酸及相关代谢物——典型临床小分子标志物靶向定量流程。
    • PMID:42365698

      (Phytomedicine, 2026):天然小分子百里香酚靶向 PHKA2 调控脓毒症心肌细胞焦亡,LC-MS/MS 用于小分子靶向干预与机制验证。
    • PMID:42333844

      (Curr Cancer Drug Targets, 2026):新型 c-Myc 抑制剂 BP1 抗肝癌机制研究,小分子抑制剂的靶向定量与药效评价。
    • PMID:42346384

      (Metabolites, 2026):商业即饮饮料的双模式(dual-mode)非靶向 LC-MS/MS 代谢组学,展示 LC-MS/MS 在广覆盖半靶向场景的扩展。
    • PMID:42029792

      (Mikrochim Acta, 2026):电子-构象融合半抗原设计提升氯酞酸(小分子污染物)免疫层析灵敏度——与质谱定量互补的高灵敏小分子检测路线。

2.2 GC-MS/MS(气相色谱–串联质谱)

  • 适用场景 / 范围

    :挥发性、半挥发性、需衍生化的小分子(脂肪酸、甾醇、农药/污染物代谢物、特定尿/血代谢标志物)。须先经衍生化方可进样。
  • 近四年现状

    :严格以 "GC-MS/MS"[TIAB] + "small molecule"[TIAB] + targeted/quantitative[TIAB] 检索仅命中 2 篇,说明该细分在标题/摘要中明确标注"GC-MS/MS 靶向小分子定量"的文献较少,常以"气相色谱质谱联用"或"与 LC 联用"形式出现。
  • 近四年代表文献

    • PMID:38171994

      (Brain Dev, 2024):新发未治儿童癫痫尿液代谢标志物探索,采用气相 + 液相色谱质谱联用代谢组学(GC/LC-MS),覆盖小分子标志物。
    • PMID:38692788

      (Anal Chim Acta, 2024):COF@聚离子液体涂层纤维电增强 SPME,用于生物样本中羟基多环芳烃(OH-PAHs)小分子代谢物的准确定量(方法学,面向 GC-MS/MS 进样)。

2.3 LC-HRMS 靶向(Orbitrap / Q-TOF / PRM / HR-MRM)

  • 适用场景 / 范围

    :在需要高分辨精确质量 + 宽靶向 / 疑似筛查兼顾定量的场景下替代或补充三重四极杆 MRM;适合未知物排查、小分子-靶点互作结构解析、代谢物注释。
  • 近四年代表文献

    • PMID:42384459

      (Clinical Chemistry, 2026):线性离子阱-脉冲四极杆-飞行时间(LIT-pulsing Q-TOF)用于临床未知毒理药物全面药物检测(LC-HRMS),比较 IDA 与 SWATH 采集。
    • PMID:42406628

      (Nucleic Acids Res, 2026):CX-5461 与 MTR-106 与 G-四链体 DNA 结合的结构洞察,HRMS 用于小分子-核酸靶点互作解析。
    • PMID:42346384

      (Metabolites, 2026):双模式(含高分辨模式)LC-MS/MS,体现 HR 与 MRM 的融合趋势。

2.4 空间靶向多组学 / 质谱成像(MSI)★用户重点方向

  • 适用场景 / 范围

    :在保留组织原位空间坐标的前提下,对小分子代谢物、脂质、药物及其代谢物进行靶向 / 半靶向可视化;可进一步与空间转录组、空间蛋白组整合为"空间多组学"。
  • 子技术路线与代表文献

    • PMID:42438277

      (Plant Cell Environ, 2026):空间代谢组学 + 空间转录组 + 16S,解析小麦种子胚/胚乳响应。
    • PMID:42459835

      (Front Cell Dev Biol, 2026):空间多组学解析胶质母细胞瘤 Ecosystem(克隆演化、异质性、耐药)。
    • PMID:42463990

      (Analytical Chemistry, 2026):规避 MSI 工作流中隐藏陷阱以实现"真实"空间代谢组学(代谢淬灭、基质效应、质量分辨力等)。
    • PMID:42390552

      (Anal Bioanal Chem, 2026):单细胞质谱成像平台进展,迈向多模态空间组学。
    • PMID:42247017

      (Anal Bioanal Chem, 2026):纳米材料增强 SALDI-MSI 在空间代谢组学中的进展。
    • PMID:42346409

      (Metabolites, 2026):Xevo MRT 质谱仪提升 DESI 成像速度与效率。
    • PMID:42442109

      (Food Chem, 2026):DESI-MSI 检测模拟组织中的黄烷-3-醇代谢物,优化离子源参数。
    • PMID:42388041

      (JASMS, 2026):全自动纳米喷雾 DESI(nano-DESI)MSI 机器人样本处理平台,支持 3D 分子成像。
    • PMID:42467599

      (JASMS, 2026):UV-MALDI + IR-MALDESI 互补成像,扩展帕金森病 6-OHDA 模型中小分子代谢物覆盖。
    • PMID:42303614

      (Blood Cancer J, 2026):高分辨 MALDI-FT-ICR MSI 分析 archive FFPE 骨髓活检,解析 MGUS/骨髓瘤浆细胞代谢异质性。
    • PMID:42285343

      (Clin Chim Acta, 2026):MALDI-MSI 用于空间临床肿瘤病理(诊断、切缘、疗效)。
    • PMID:42439280

      (JASMS, 2026):MALDI-MSI 用于食品安全空间分辨分析(原位定位有害物质)。
    • MALDI-MSI(基质辅助激光解吸电离成像)

    • DESI-MSI / nano-DESI(解吸电喷雾成像)

    • SALDI-MSI(表面辅助激光解吸电离成像)

    • 单细胞 / 多模态 MSI

    • 方法学 / 质控

    • 与多组学整合

2.5 离子 Mobility 串联 MS(SLIM / TIMS / drift tube)靶向

  • 适用场景 / 范围

    :复杂基质中同分异构体 / 差向异构体分离及碰撞截面(CCS)辅助的靶向定量;在 ADC 连接子、脂质异构体等场景价值突出。
  • 近四年代表文献

    • PMID:41385569

      (JASMS, 2026):SLIM-离子 Mobility-MS 分离可裂解 ADC 药物连接子的差向异构体。
    • PMID:41110102

      (JASMS, 2025):迭代 SLIM(itSLIM)实现超高分辨靶向离子 Mobility 分析。

2.6 CE-MS(毛细管电泳–质谱)—补充平台

  • 适用场景 / 范围

    :强极性、带电小分子的靶向定量(阳离子/阴离子代谢物、肽类),是 LC/GC 之外的重要补充。
  • 近四年现状

    :严格检索 CE-MS + "small molecule" + targeted 命中 0 篇,表明该细分在标题/摘要中明确标注"靶向小分子"的文献稀少,多以非靶向/方法学为主;列为补充类目供扩展检索。

三、场景 → 技术 → 适用小分子 → 代表应用 对照速查表

使用场景
首选技术
适用小分子类型
代表应用
代表 PMID
临床小分子标志物定量
LC-MS/MS (MRM)
同型半胱氨酸、药物及代谢物
血清代谢物半自动定量
42232084
小分子药物靶点干预/机制
LC-MS/MS / LC-HRMS
天然产物、合成抑制剂
靶向 PHKA2、c-Myc 抑制剂
42365698 / 42333844
挥发性/衍生化小分子
GC-MS/MS
OH-PAHs、脂肪酸、甾醇
污染物暴露代谢物
38692788 / 38171994
高分辨+宽靶向/未知物筛查
LC-HRMS (Orbitrap/Q-TOF/PRM)
毒理药物、G4 配体
全面药物检测、核酸互作
42384459 / 42406628
组织原位小分子可视化
MALDI / DESI / SALDI-MSI
代谢物、脂质、药物分布
肿瘤病理、神经退行、食品安全
42467599 / 42346409 / 42247017
异构体/差向异构体分辨
IM-MS (SLIM/TIMS)
ADC 连接子、脂质异构体
连接子立体化学控制
41385569 / 41110102
强极性带电小分子
CE-MS
离子型代谢物
(近四年较少明确标注)

四、趋势小结

  1. 空间靶向多组学(MSI)是近四年增速最快的方向

    spatial metabolomics(508)、MALDI+imaging(168)、DESI-MSI(283)、spatial multi-omics(431) 体量可观,且方法学论文密集(陷阱规避、自动化平台、单细胞 MSI)。
  2. LC-MS/MS MRM 仍是临床与小分子药代靶向定量的主力

    (40 篇明确标注 + targeted metabolomics 4,634 的超集),并向"半自动/磁珠前处理"与"双模式(MRM+HR)"演进。
  3. LC-HRMS(Orbitrap/Q-TOF/PRM)在高分辨+靶向兼顾场景上升

    (60 篇),常用于未知物筛查与小分子-生物大分子互作。
  4. 离子 Mobility 成为异构体分辨的关键补充

    (SLIM/TIMS),在 ADC 与脂质组学中落地。
  5. GC-MS/MS 与 CE-MS 在明确标注"靶向小分子"的标题/摘要中占比低

    ,多以方法学或联用形式存在,适合作为特定挥发物/极性分子的补充平台。
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