質譜NanoMate離子源:市場需求潛力巨大——訪美國Advion...

ASMS 2011系列採訪之三：Advion BioSciences公司的「離子源」

　　離子源是質譜的核心部件之一，它很大程度上決定了質譜的靈敏度，其包括EI源、CI源、FAB源、GD源、ESI源、APCI源、MALDI源、ICP源、DART源、ASAP源等種類。ESI源(電噴霧離子源)作為常用的離子源，主要應用於液相色譜-質譜聯用儀。它既作為液相色譜和質譜儀之間的接口裝置，同時又是電離裝置。

　　TriVersa NanoMate^®離子源(以下簡稱：NanoMate)是美國Advion BioSciences公司(以下簡稱：Advion)於2002年推出了基於納米晶片技術的全自動納升電噴霧離子源，該產品也是一款新一代電噴霧質譜的進樣系統，特別適合於對藥物及其代謝物、蛋白質、脂質等複雜樣品的分析。

　　在業界大腕雲集的第59屆美國質譜學術交流會上，儀器信息網編輯(以下簡稱：Instrument)有幸採訪了NanoMate發明人——Advion公司董事長兼首席科學官、美國康奈爾大學教授Jack Henion博士，請他談談Advion公司的發展現狀、NanoMate離子源的技術優勢以及他對質譜技術發展趨勢的看法。華質泰科生物技術(北京)有限公司首席技術官劉春勝博士陪同採訪。

Jack Henion 教授(左)與儀器信息網編輯合影

Advion：從醫藥外包服務到產品與服務相輔相成的轉型

　　Instrument：Jack Henion 教授，您好!您一直在美國康奈爾大學做科學研究，是什麼契機促使您建立了Advion公司?請談談Advion目前的發展概況?

　　Jack Henion教授：我研究生涯的大部分時間是採用LCMS從事藥物毒理學相關研究。在上個世紀90年代，許多製藥公司還沒有LCMS。一些製藥公司出資讓我幫忙分析樣品，這是Advion公司業務的雛形。到後來，越來越多的製藥公司來找我，我逐漸意識到這可能是商機。我與合伙人用一個星期的時間走訪了5家製藥企業，詢問他們如果我們提供藥物分析服務，他們是否願意與我們進行合作，他們都表示樂意。

　　於是，我們在1993年成立了Advion BioServices，公司當時主要業務是CRO(醫藥外包)服務，即專門向製藥公司提供LC及LCMS分析服務，其中也包括血漿、血清、尿液及組織等生物樣本的分析服務。

　　公司成立的最初四年，我還在康奈爾大學從事用於LCMS的基於晶片的微量電噴霧離子源的研究。後來我們成立了Advion的另一個部門，稱之為Advion BioSystems部門，這成為公司日後的重要部門。

　　當時，Advion僱傭了兩位年輕的科學家到康奈爾大學作應用研究，我給他們一些指導。一年後，我們研發出了用於LCMS的離子源晶片(chip)。緊接著，我們開發出一個機器人(robot)來操縱這個晶片。在2002年，Advion終於推出了NanoMate晶片納升電噴霧電離源(chip-based nanoelectrospray ion source)。這樣，Advion實現了從單一的CRO技術服務向產品與服務相輔相成的轉型。

　　目前，Advion擁有員工240餘名，分為兩大部門，提供多種產品與分析服務，在北美、歐洲、日本設立了辦事處。Advion的客戶主要分布在世界知名的製藥企業、政府、生命科學研究機構以及大學。

　　Instrument：NanoMate 離子源是世界上第一個基於晶片的納升電離源，其在研發和市場推廣的過程中遇到了哪些困難?

　　Jack Henion教授：研發NanoMate的時候，Advion的資金並不充裕，但在2001年我們籌措到了1500萬美元，這在當時是非常難得的。

　　NanoMate是我們在2002年推出的產品，當時做納升級液相色譜的公司幾乎沒有，所以這個產品太超前了，用戶還接受不了。但是逐漸地，隨著製藥市場的蓬勃發展與強大需求以及現代液相色譜與液質聯用儀的普及和應用，NanoMate以其自身獨有的優勢而逐漸受到關注。

　　此外，安捷倫、沃特世等公司也隨後推出了基於微流控晶片(Lab on a chip)的產品，這對於該市場的培育起到一定的促進作用。

TriVersa NanoMate^®

NanoMate實現高通量、全自動納升級質譜分析，提供更詳細樣品信息

　　Instrument：作為一款基於晶片的電噴霧進樣系統，NanoMate 能夠實現哪些功能?

　　Jack Henion教授：Advion的NanoMate集餾分收集和晶片電噴霧技術於一體，把質譜和液相技術結合在一起，可為分析複雜樣品提供更多的信息。結合FTMS、Orbitrap 或是TOF等高解析度的質譜技術，NanoMate特別適合蛋白質鑑定、藥物分析、代謝組學、脂質組學等涉及複雜基質和分析物的研究。

　　之所以稱之為「TriVersa NanoMate®」是因為其具備三大功能模式：

　　(1)作為全自動微量電噴霧直接進樣系統，無需清洗和手工操作，皆可連續自動通過電噴霧晶片進行質譜進樣，一次可無人看管連續做400個樣品；

　　(2)作為LCMS餾分收集系統，在微量電噴霧直接進樣的同時，同步收集LCMS餾分，研究者如需研究質譜圖上感興趣的峰，可自動從收集到的樣品中取樣再進行電噴霧直接進樣，這樣可以有更多的時間去做多級質譜分析，得到更詳細的信息；

　　(3)作為NanoSpray納升級噴霧，直接與Nano LC相連，進行蛋白組學等常用的LC-MS實驗。

　　NanoMate 是一個擁有9年歷史的產品，經過不斷的改進，已經非常成熟。但公司仍在硬體及軟體等各方面對其進行不斷升級，賦予其新的生命力。今天的NanoMate我們更應稱之為「QuadraVersa」，因為Advion為其添加了新的第四項功能，即LESA(Liquid Extraction Surface Analysis，液體萃取表面分析技術)。該技術通過吸頭將溶液在樣品或組織表面特定位置進行微萃取，將萃取得到的樣品(藥物殘留或代謝物)自動納升級電噴霧進樣，進行質譜或串聯質譜分析，免去了繁瑣的樣品前處理過程，非常便捷。

Advion 的生物服務-生物分析實驗室

　　Instrument：NanoMate主要應用在哪些領域?典型用戶有哪些?

　　Jack Henion教授：NanoMate的應用領域這些年來擴展了很多，從最初的製藥領域擴展到抗體分析、蛋白質組學等領域。「應用」無疑是非常重要的，因為應用能說明這項技術是用來做什麼的。Advion當初開發NanoMate這款儀器的初衷之一就是希望能夠採用我們自己研發的儀器來促進公司的分析檢測技術服務業務。因為我們的技術服務涉及生物分析(BioAnalysis)，所以需要檢測儀器具備更好的靈敏度。此外，製藥企業要遵循GLP(Good Laboratory Practice，藥物非臨床研究質量管理規範)的相關規定，而NanoMate使製藥企業能達到的水平是高於這個規定的。

　　擁有40多套液質聯用儀的Advion生物服務-生物分析實驗室也配有3臺NanoMate，它們都與質譜相連，進行LCMS或者 LC-LC-LC/MS分析。該儀器可以連續工作35個小時而不用中途停機。我們已採用NanoMate分析了16,000個樣品，其中有很多樣品是生物標誌物。目前，生物標誌物的檢測分析服務是Advion增長最快的業務。

　　採用NanoMate促進了Advion技術服務業務的發展；反過來，這樣也促進了NanoMate的銷售。目前，NanoMate 在全球共有600餘個用戶，眾多著名質譜科學家都是NanoMate 的忠實用戶，史丹福大學、劍橋大學等知名高校，德國默克集團、羅氏製藥等著名公司都有多臺NanoMate儀器。

　　Instrument：Advion在美國和歐洲已經有不少用戶，但對於中國來說NanoMate 幾乎還是一種新儀器，該產品針對中國市場有哪些應用實例?貴公司將採取什麼措施把該產品介紹給中國用戶?

　　Jack Henion教授：針對中國市場，沃特世公司資深應用工程師Kate Yu博士採用Advion的LESA對中國食品中天然產物進行分析，已取得了一定成果。Advion與她進行了很多合作，我們認為這是一個讓中國客戶了解「NanoMate 能夠用來做什麼」的絕好機會。Advion邀請Kate Yu女士就她所做的研究在各種會議上作報告，將相關成果和技術介紹給中國用戶。除食品安全領域外，中國中藥市場對Advion而言也是一個蘊藏巨大潛力的市場。

　　目前，Advion在中國還沒有用戶，但我們對中國市場非常感興趣。除了中國的藥物研發、蛋白質科學研究等廣大的市場以外，我們認為，中國食品安全問題頻發，中國的科學事業在蓬勃發展，Advion的NanoMate可以作為一種非常實用的工具，為中國廣大科學家們服務。必須相信，中國對Advion以及其他的公司而言都是一個非常龐大的市場，蘊含著巨大的機遇。

　　但現在我們對中國市場還不是很了解。通過與ASPEC Technologies(即華質泰科生物技術有限公司)合作，利用ASPEC在中國市場的覆蓋面和其對產品及技術的精準認知，我們相信，Advion將很快在中國發展牢固、忠實的用戶群體，開發豐富的應用領域，取得與歐、美、日市場相媲美的業務成就。另外，針對中國市場，Advion應該對NanoMate 做一些改進，使其變得更靈敏、更可靠、更自動化，要讓中國客戶了解它、掌握它。於此，Advion還有大量工作(huge job)要做。

Advion 公司ASMS 2011用戶會現場

產品鮮有競爭，與主流質譜廠商廣泛合作

　　Instrument：相比於同類產品，其市場競爭優勢是什麼?

　　Jack Henion教授：NanoMate是非常獨特的，幾乎可以說我們在這個領域是沒有競爭對手的，目前世界上也只有另外1家公司生產類似產品。NanoMate作為質譜進樣系統，相比於其他離子源系統的市場競爭優勢就在於，由於其流速達到納升級，只需很少樣品就可得到穩定信號，且檢測靈敏度更高、結果更穩定、易於使用，自動化程度更高，能給用戶提供更多關於樣品的信息。LESA還實現了直接分析，減少研究者的樣品前處理時間，非常方便。目前，Advion在這個市場中處於非常優勢的地位。

　　Instrument：納升離子源越來越受歡迎，各家質譜公司也陸續有類似的產品推出，Advion會不會受到其他公司尤其是來自質譜公司方面的競爭?

　　Jack Henion教授：Advion目前還沒有面臨來自質譜公司的競爭，我們也還沒有發現有哪家質譜公司發展我們這項技術。一是主要質譜生產公司跟我們有良好合作關係；二是NanoMate 相關技術要想攻克不是那麼容易的。大部分公司都知道要想在此技術上有所突破要耗費大量的時間、人力、物力。

　　Instrument：Advion與哪些質譜廠商有合作?雙方通過何種方式進行合作?

　　Jack Henion教授：Advion與世界上主要的質譜廠商都有很好的合作關係，AB SCIEX、賽默飛世爾、安捷倫、沃特世、布魯克都是我們的合作夥伴。Advion目前與島津、日立還沒有建立合作關係。

　　Advion會與這些廠商合作，共同研發一些產品，有時還會為某些品牌推出專門針對該公司質譜的產品，譬如專為AB SCIEX設計的LESA Clarity^TM。這些主要質譜生產廠商不斷地推出高解析度的三重四級杆、QTOF等質譜，NanoMate 可與這些品牌的各種型號質譜聯用，能加強質譜的性能、增強質譜系統的自動化操作，讓分析人員能夠從複雜樣本中獲得比單純使用質譜更多的信息。

　　為此，Advion與一些質譜公司達成了聯合營銷協議，這是Advion通過戰略聯盟在全球積極推進自動化納升電噴霧離子源戰略的一部分。這些合作對雙方都有利，能夠給我們共同的客戶帶來最新的技術。

未來質譜技術發展趨勢

　　Instrument：請您展望一下基於晶片的多通道納升電噴霧離子源未來的發展趨勢?

　　Jack Henion教授：我是較早從事基於晶片的多通道納升電噴霧離子源的研究者之一。在很早以前，我就看到了市場對於該類產品的需求。納升離子源會有光明的未來，我們需要更好的方式來獲得離子。我現在的感覺是我所謂的「高興的不滿」(happy discontent)，為我們能做的事情感到高興，同時也因為當前我們存在的問題而不滿。我們需要比現有離子源更好的離子源，對於「如何獲得更好的離子源」這個問題我思考很多，但至今也沒有答案。毫無疑問的是，我們現在做的事情是有光明未來的，因為我看到了永無止境的市場需求。

　　Instrument：請您談談未來5年，質譜儀器研發領域會有哪些突破，哪些技術會成為研究的熱點?

　　Jack Henion教授：ESI是上世紀90年代的革命性技術。所謂「革命性技術」就是要不斷、持續改進的技術。我們需要另外具有革命性的質譜進樣技術，需要選擇性更好、解析度更高的離子源。我個人認為，未來質譜的體積將越來越小，越來越容易使用。同時，質譜也將進入臨床診斷領域。更值得期待的是，也許在未來幾年個人化的質譜也將出現。

　　

撰稿編輯：楊丹丹 審校：劉向東

　　附錄1：Jack Henion教授簡介

　　Dr. Henion is an internationally recognized leader in the field of mass spectrometry (MS) and liquid chromatography/mass spectrometry (LC/MS). He is credited with seven patents and has published more than 200 peer-reviewed papers in scientific journals on these subjects. Dr. Henion is also a cofounder of Advion BioSciences, Inc., a provider of mass spectrometry services and products to pharmaceutical and biotechnology partners worldwide, and has served as the company's chairman of the board, president, CEO and member of the board of directors since 1993.

　　In addition to his work at Advion, Dr. Henion managed a major research laboratory at Cornell University, where he served as a professor of toxicology for more than 24 years and is now an Emeritus Professor. Dr. Henion earned a bachelor's degree from Alfred University, a master's of science from the Rochester Institute of Technology, and a Ph.D. from the State University of New York in Albany. The American Association of Pharmaceutical Scientists has recognized him as a Fellow for his contributions to analytical chemistry. In recognition of his contributions in the field of MS, Dr. Henion also received honorary doctorate degrees from the University of Ghent, Belgium and the University of Uppsala, Sweden.

　　附錄2：美國Advion BioSciences 公司

　　http://www.advion.com/