近日，中科院合肥物質院強磁場科學中心王俊峰研究員課題組應用基于分子間雙量子相干技術提出的IDEAL-II序列，克服了反應過程中產生的復雜相分離環(huán)境，探究了水溶液中磷脂水解反應的動力學過程，相關成果發(fā)表在國際期刊LWT - Food Science and Technology上。

　　磷脂是指含有磷酸的脂質，而卵磷脂為取代基團為膽堿的的甘油磷脂，卵磷脂是細胞膜、肺泡表面活性物質、脂蛋白和膽汁的重要組成成分，也是溶血磷脂酰膽堿、磷脂酸、甘油二脂、溶血磷脂酸和花生四烯酸的來源。近年來，卵磷脂及其水解產物在食品、化妝品、醫(yī)藥等領域受到了越來越多的關注和應用。然而由于卵磷脂和其水解產物的復雜性，對天然磷脂的組分進行定性和定量分析是非常具有挑戰(zhàn)性的。核磁共振技術在實時動態(tài)跟蹤水解過程并進行定性和定量分析方面具有其獨特的優(yōu)勢。核磁共振波譜由于其非侵入性和揭示分子/原子水平信息的能力，在當代生物學研究中得到了廣泛的應用。一般來說，核磁共振波譜研究要求磁場具有很高的均勻性。而磷脂水解體系受到內部宏觀磁化率不均勻的影響，其核磁共振譜線將擴展和重疊，直到整個光譜成為一個大的包絡線，失去了提供有用信息的能力，如化學位移或J耦合信息。隨著水解反應的進行，整個反應體系的宏觀磁化率不斷發(fā)生變化，對磁場產生進一步的干擾。因此，直接進行常規(guī)的一維核磁共振實驗很難獲得卵磷脂水解過程的高分辨核磁共振譜。

　　近年來，由分子間遠程偶極相互作用所產生的分子間多量子相干（iMQCs）已被證明能夠在非均勻場中獲得高分辨率光譜。基于iDQC提出的IDEAL-Ⅱ序列可以在非均勻場中通過2D采集獲得1D高分辨液體NMR譜圖。研究團隊結合強磁場核磁共振譜儀的優(yōu)勢，展示了IDEAL-Ⅱ實時動態(tài)跟蹤PLA1催化POPC水解過程的一系列1D氫譜，在對POPC的質子譜進行了譜峰的歸屬后，對關鍵質子峰的峰面積進行了計算和統(tǒng)計，并通過質譜的佐證，提供了POPC水解過程的關鍵步驟和時間節(jié)點。基于宏觀觀察、核磁譜線的半高寬和動態(tài)光散射提供的數(shù)據(jù)，我們首先驗證了POPC水解體系的非均勻環(huán)境的變化過程，而后對動態(tài)跟蹤反應過程獲得的核磁共振數(shù)據(jù)進行分析。我們發(fā)現(xiàn)在水解反應開始的前半個小時，POPC的sn-1位點被PLA1催化斷裂，形成了2-LPC和棕櫚酸，此時膠束的結構相對穩(wěn)定；隨后2-LPC上的sn-2位點上的支鏈通過酰基轉移作用緩慢地轉移到sn-1位點上形成1-LPC，該過程在2-3小時后達到平衡；然后1-LPC上的sn-1位點再次被PLA1水解生成GPC和油酸，LPC含量的降低和油酸濃度的升高開始破壞膠束的結構，逐漸形成較大的六邊形聚集體；此時親水的GPC頭基的產生破壞了脂滴周圍的乳化界面；隨著GPC和油酸的積累，水相開始從乳液中分離；9 小時后反應停止，這可能是由于PLA1失活或PLA1在脂質上相濃度過低所致。研究團隊利用核磁共振技術在復雜環(huán)境下獲得了磷脂水解過程的反應動力學信息，該項研究結果不僅填補了磷脂水解過程1H NMR譜數(shù)據(jù)的空白，而且為其他復雜的異質體系的動態(tài)分析提供了有效的思路。

　　強磁場科學中心博士生王昌浩為該論文的第一作者，強磁場科學中心王俊峰研究員、朱磊副研究員、廈門大學的陳忠教授和華南理工大學的王永華教授為文章的通訊作者。該項研究獲得國家自然科學基金、中科院合肥物質院院長基金以及強磁場安徽省實驗室方向基金的支持。論文中的NMR實驗在穩(wěn)態(tài)強磁場實驗裝置（SHMFF）的核磁共振譜儀上完成。

　　文章鏈接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0023643823001718 

分子間雙量子相干技術在復雜環(huán)境下對磷脂水解過程進行實時動態(tài)跟蹤分析