Synechocystis sp. PCC 6803各脂质组分根据质谱产生的特征碎片用以定性分析。甘油酯的碎片机理的研究是根据分析各甘油酯标准样品的质谱图, 来确定最合适的特征碎片粒子和优化质谱仪分析参数。MGDG和DGDG采用ESI-MS/MS正极离子模式分析, PG和SQDG采用ESI-MS/MS负极离子模式。

以ESI-MS/MS正极离子模式下MGDG 18﹕0/18﹕0为例, 根据子离子质谱图(图 1A)分析MGDG的酰基组成。由于正极模式下流动相含醋酸铵, 母离子为m/z 804.16 [M+NH₄]⁺, 碎片离子m/z 607.38 [M+NH₄-197] ⁺, m/z 625.2 [M+NH₄-179] ⁺, 分别为中性丢失m/z 197的碎片(C₆H₁₂O-H+NH₄)和m/z 179(C₆H₁₂O-H-H₂O+NH₄), 所丢失的碎片是MGDG所特有的单半乳糖基衍生片段。除MGDG 18﹕0/18﹕0外, 在所有已知标准样品的质谱图中都具有相同的碎片离子。由于质谱分析中检测得中性丢失模式m/z 197比m/z 179更灵敏, 能同时检测到更多种类的MGDG, 因此MGDG以中性丢失m/z 197为定性分析的特征碎片, 用于后续不同酰基组成的MGDG的鉴定。碎片离子m/z 341.16 [R_XCO+74]⁺ (X=1, 2)是中性丢失的sn-1或sn-2位上的酰基, 根据荷质比可推算酰基为C18﹕0, 元素组成为C₁₈H₃₆O₂-OH+74。因此根据丢失MGDG所特有的单半乳糖基衍生片段m/z 197和m/z 179的碎片离子可以断定化合物为MGDG, 根据另2个经中性丢失产生的碎片离子的荷质比可以推算酰基的碳数和双键数, 对MGDG进行定性分析。

DGDG的碎片结构和MGDG非常接近, 根据子离子质谱图定性方法参考MGDG。以DGDG 18﹕0/18﹕0为例, 在ESI-MS/MS正极离子模式下质谱图如图 1B所示。母离子为m/z 966.44 [M+NH₄]⁺, 碎片离子: m/z 607.31 [M+NH₄-359] ⁺和m/z 625.37 [M+NH₄-341] ⁺, 分别为中性丢失m/z 359(C₁₂H₂₂O₁₁-H+NH₄)和m/z 341(C₁₂H₂₂O₁₁-H-H₂O +NH₄), 所丢失的碎片是DGDG所特有的双半乳糖基衍生片段。由于质谱分析中检测得中性丢失模式m/z 341比m/z 359更灵敏, 能同时检测到更多种类的DGDG, DGDG以中性丢失m/z 341为定性分析的特征碎片用于后续不同脂肪酸组成的DGDG的鉴定。碎片离子m/z 341.18 [R_XCO+74]⁺ (X=1, 2), 所丢失的片段是sn-1或sn-2位上的酰基, 且根据荷质比可推算酰基为C 18﹕0, 元素组成为C₁₈H₃₆O₂-OH+74。因此, 根据中性丢失DGDG所特有的双半乳糖基衍生片段m/z 359和m/z 341的碎片离子可以断定化合物为DGDG, 根据另两个经中性丢失产生的碎片离子的荷质比可以推算酰基的碳数和双键数, 对DGDG进行定性分析。

对于PG的定性分析以17﹕0/20﹕4为例。图 1C为PG 17﹕0/20﹕4的子离子质谱图, 母离子为m/z 783.08 [M-H]⁻。产生两个羧酸阴离子碎片[R_XCOO]⁻ (X=1, 2), m/z 268.97和 302.91。根据荷质比可推算酰基分别为C 17﹕0和C 20﹕4, 元素组成为C₁₇H₃₄O₂-H和C₂₀H₃₂O₂-H。碎片离子m/z 478.89和m/z 512.85是[M-H-R_XCO₂H]⁻ (X=1, 2), m/z 496.91和m/z 530.99是[M-H-R_X’CH=C=O]⁻ (X=1, 2), 分别为丢失sn-1和sn-2位的脂肪酸链后的游离酸和烯酮。m/z 404.82和m/z 439.02的碎片(表示为[M-H-R_XCO₂H-74]⁻ (X=1, 2)), 由丢失酰基和磷酸基团头部产生。表示特征极性磷酸基团头部的离子为m/z 226.96([C₆H₁₂O₇P]⁻)和m/z 152.71([C₃H₆O₅P]⁻), 由甘油磷酸酯或甘油磷酸脱水形成。由于m/z 152.71片段同样可以作为其他磷脂(Phosphatidic acid, PA; Phosphatidylserine, PS; Phosphatidylinositol, PI和Phosphatidyl-ethanolamine, PE等)的特征离子, 因此选用m/z 227为PG的特征片段来定性分析。

SQDG 的分析鉴定以SQDG 16﹕0/18﹕3为例, 在ESI-MS/MS负极离子模式下质谱图如图 1D所示, 母离子为m/z 815.43 [M-H]⁻。产生两个m/z 255.32和m/z 277.19的碎片羧酸阴离子[R_XCOO]⁻ (X=1, 2), 根据荷质比可推算酰基分别为C 16﹕0和C 18﹕3, 元素组成为C₁₆H₃₂O₂-H和C₁₈H₃₀O₂-H。碎片离子m/z 537 [M-H-R_XCO₂H]⁻ (X=1, 2), 和m/z 559 [M-H-R_XCO₂H]⁻ (X=1, 2), 分别为母离子中性丢失sn-1和sn-2位的酰基所得。离子m/z 225([C₆H₉O₇S]⁻)是磺基-6-脱氧葡糖基头部, 作为SQDG所独有的特征片段可用以SQDG鉴定。

根据以上讨论所得4种甘油酯MGDG、DGDG、PG和SQDG各自的特征碎片, 确立了相应质谱分析参数如表 1所示, 后续实验都以下表参数进行分析。