氨基酸是生物系统的基本组成部分，在许多生理和病理过程中起着关键作用[1]。虽然l-氨基酸一直是营养学和临床研究的主要焦点，但近年来d-氨基酸的重要性日益受到关注[2]。这种兴趣的增长是由于在高等生物体中发现了内源性d-氨基酸，以及分析技术的进步使得能够在复杂的生物和食品基质中可靠地检测到它们。d-氨基酸现在不仅被认为是人体生理学中的功能分子，也是食品科学中的关键指标[3,4]。在这两种情况下，d-氨基酸通常在复杂基质中以低浓度存在，带来了共同的分析挑战。例如，某些微生物在发酵过程中显著增加了d-氨基酸的丰度和多样性[3]。在功能性发酵产品（如酸奶和益生菌饮料）中，d-氨基酸作为评估细菌代谢和食品感官质量的重要标志物[5],[6],[7]，因为它们的产生谱型强烈依赖于微生物种类和代谢状态，这些直接影响了发酵过程、风味和产品特性。此外，d-氨基酸在生物过程中的时空动态（如种子萌发）突显了它们的更广泛的生物学相关性[8]。这些观察进一步强调了准确表征d-氨基酸需要能够区分不同生物系统中细微组成差异的分析方法。这样的方法不仅对质量控制和产品表征至关重要，也对确保与发酵食品相关的功能声明的可靠性至关重要。
目前用于对映选择性氨基酸分析的最先进策略主要依赖于液相色谱-串联质谱（LC–MS/MS）[9],[10],[11],[12],[13]，因为它具有高灵敏度、定量稳健性和与复杂生物和食品样品的兼容性。尽管可以直接进行分析，但通常需要色谱分离来减轻基质效应和电喷雾离子化（ESI）效率的波动[9,10,[14],[15],[16],[17]。特别是使用手性衍生化试剂的立体异构体衍生化，结合在常规十八烷基硅胶（ODS）柱上的分离，是应用最广泛的对映选择性分析方法之一。
然而，立体异构体衍生化方法可能会受到手性衍生化试剂中光学杂质引起的正误差的影响。为了实现无此类误差的可靠对映分离，已经开发了包括使用手性柱的在线二维液相色谱（2D-LC）在内的先进技术[18]。尽管这种方法克服了基于立体异构体方法的固有局限性，但它需要昂贵的手性柱和在第一和第二色谱维度之间复杂的切换操作，限制了其在常规和高通量分析中的适用性[18]。因此，立体异构体衍生化方法更适合于涉及大量样本的自动化分析。
另一种方法是结合了陷阱离子迁移谱（TIMS），它已被证明可用于区分糖异构体[19,20]，并已应用于组织中手性氨基酸的检测[21]。然而，基于离子迁移的分离通常依赖于并非普遍可用的专用仪器。最近的发展还包括增强了手性区分能力的刚性尿素基衍生化结构[22]，以及简化了制备手性标准品以支持对映选择性代谢组学的程序[23]。尽管取得了这些进展，许多方法仍然难以同时实现操作简便性和明确的结构鉴定。
因此，平衡色谱分辨率、操作简便性和明确的结构鉴定仍然是一个主要挑战。这一限制在基于质谱的工作流程中尤为明显，其中结构鉴定严重依赖于MS/MS的碎片信息。虽然IM-MS提供了额外的分离维度[24]，但它通常需要专用仪器。相比之下，常用的衍生化试剂（如NBD-F[25]、APDS[26]、DMT-Pro-OSu[27]和NPU[28]）通常在碰撞诱导解离（CID）过程中主要产生来自试剂标签的强烈碎片离子。虽然这种“试剂特异性”的碎片化提高了灵敏度，但它会导致失去分析物特异性的结构信息，因为不同的分析物可能产生无法区分的前体-产物离子转换。
为了解决这些挑战，我们之前开发了能够生成特定于分析物本身的特征CID碎片离子的衍生化试剂[29],[30],[31],[32]，例如Oq1[32]（图1a）。在这项研究中，我们介绍了一种使用(R)-和(S)-4-硝基苯基2-(4-氧代-2H-[1,3]氧杂唑[5,6-c]喹啉-3(4H)-基异己酸（Oqic，图1b）的新手性衍生化策略。通过将手性基团引入Oq1框架，我们开发了一种双用途试剂，能够在常规ODS柱上实现高手性分辨率，同时保留分析物特异性的MS/MS特征[32]。该设计将对手性选择性分离与分析物特异性碎片化整合在单一衍生化策略中。这种方法的一个关键优势是生成的碎片离子的强度比（log-fragment ion ratio，logFIR）是每种氨基酸物种的特征，提供了超出保留时间和前体质量的额外选择性维度。这些比率在不同分析中具有高度可重复性，即使色谱保留时间或前体质量重叠时也能区分分析物。通过全面分析市售发酵乳制品中的氨基酸对映体，展示了这种方法的有效性，为特定细菌菌株相关的复杂d-氨基酸组成提供了新的见解。这样的分析有助于评估实际生产条件下d-氨基酸组成的菌株依赖性趋势。
