儀器信息網訊 儀器信息網網絡講堂與中國化學會質譜分析專業委員會合作舉辦的"第七屆質譜網絡會議(iConference on Mass Spectrometry,iCMS2016)於2016年11月22日正式開幕。本屆質譜網絡會議為期四天(11月22日-25日),共設質譜新技術、生命科學、藥物、食品、環境、儀器維護及軟體操作六個主題會場,邀請到20餘位質譜研發與應用專家以及10餘位廠商技術研究人員做出報告並與參會者進行現場和在線溝通。來自高校、科研院所、醫院、質檢機構、企業分析測試中心、質譜儀器廠商等單位的專家和一線用戶參加了本次網絡會議。截止目前為止,本次會議報名人數已突破5500人次,為歷屆網絡質譜大會之最。
本屆質譜網絡會議的主題會場安排為:
11月22日 質譜新技術主題會場(上)、(中)
11月23日 質譜新技術主題會場(下)、生命科學主題會場
11月24日 環境檢測主題會場、食品檢測主題會場
11月25日 藥物及天然產物分析會場、質譜儀器維護及相關軟體主題會場
本屆質譜網絡會議首日(11月22日)質譜新技術主題會場(上)、(中)順利進行。清華大學教授林金明、SCIEX應用支持工程師羅繼、賽默飛生命科學質譜應用技術部經理陳偉、中國醫學科學院副研究員賀玖明、清華大學教授瑕瑜、美資力可儀器應用專家李莉、安捷倫液質應用工程師冉小蓉、中科院成都生物研究所公共實驗技術中心主任周燕共8位質譜新技術研發應用專家和廠商技術專家分享了質譜新技術相關報告。清華大學教授林金明代表中國化學會質譜專業分析專業委員會,對本屆會議的專家表示感謝,也對全體參會聽眾表示感謝。並祝願質譜網絡會議(iCMS)越辦越好,繼續為我國質譜分析研究與應用的普及和發展做貢獻。
質譜新技術主題會場(上)
清華大學化學系教授林金明 報告題目:微流控晶片-質譜聯用細胞分析方法研究與應用
研究團隊自2010年起一直從事微流控晶片與質譜聯用的細胞分析方法技術與裝置開發,已在國際期刊發表了一系列文章,全自動9通道微流控-質譜聯用細胞分析平臺設備也將於明年推出。研究團隊通過解決多通道微流控晶片-質譜聯用進行細胞分析的質譜接口、非接觸檢測離子源、在線富集等關鍵問題,逐步研發和改進了相應技術。
起初的「手動式」聯接方法,將細胞水平的藥物代謝與固相萃取技術相結合,集成多平行單元的高通量分析。該方法能夠研究藥物在細胞內的代謝情況,對感興趣的細胞代謝物實現半定量檢測。在「手動式」接口的基礎上,團隊繼續研發了以紙基電噴霧質譜檢測接口為主要設計的多通道微流控晶片質譜聯用裝置。其中的液滴質譜技術能夠對血清、尿液等人體液進行噴霧檢測,實現簡單快速的定性分析。研究組又通過毛細管電場控制優化了液滴形成的準確與同一性。研究組開發了該技術應用於植物成長過程的研究,並結合微透析技術用於細胞培養體系的實時監控。團隊構建的微流控晶片-質譜分析平臺已經取得國家發明專利。由於在微流控晶片上可進行細胞培養,所以該平臺可實現在線細胞代謝研究,這對進一步了解動態細胞代謝非常有幫助。另外,林金明還介紹了該平臺在細胞通訊模型、金雀異黃酮抗癌作用的代謝物研究等方面的應用。
SCIEX應用工程師羅繼 報告題目:用微升流速下的SWATH技術開展工業化蛋白組學研究
羅繼介紹了SWATH技術的特點和Microflow技術與搭載SWATH的質譜平臺聯用的研究應用。SWATH技術是能夠在一次分析中得到所有蛋白質定性定量數據的蛋白質組學研究技術。羅繼介紹說,SWATH採集的特點是在Q1能夠將母離子根據質核比連續分段,經分段傳輸、打碎和TOF檢測,實現所有質核比母離子和碎片的信息採集。現階段的2.0 版本能夠實現可變窗口的採集,根據肽段出峰區域調整窗口大小,使得每個窗口上肽段分布數量均勻,從而降低幹擾。SWATH技術在蛋白覆蓋範圍、LOQ、樣品通量等方面都比Shotgun表現優異,相比MRM技術,SWATH具有更寬的蛋白覆蓋範圍。SWATH可以幫助實現樣品間的差異表達研究,分析蛋白相互作用;也可以在大量樣本中實現生物標記物的差異分析。在樣本量大的精準醫學研究領域,SWATH能夠支持其所需的大數據採集與分析。
通過比較Nanoflow LC和Microflow LC的特點,羅繼介紹了Microflow LC技術。其穩定性高於Nanoflow LC,且分析時間短。通過優化微升進樣量和SWATH窗口範圍等參數,在很短時間內實現對大量樣本進行高通量分析,90%的肽段在5次重複中CV小於20%。目前,Microflow SWATH已經應用於國內外精準醫學實驗室的前沿研究中。
賽默飛世爾科技生命科學質譜應用技術部經理陳偉 報告題目:靜電場軌道阱高分辨質譜 在實際樣品分析中的優勢
檢測應用的發展對高分辨質譜的解析度和靈敏度都提出了更高要求。據陳偉介紹,Orbitrap分析在M/Z越小時解析度越高,與其它高分辨質譜相比,其在小分子分析方面有更大優勢。據介紹,Orbitrap在不同M/Z範圍內均提供穩定的質量精度,在不同待測物濃度相差很大時,質量精度也能夠保證在正常範圍,即使在基峰與分子離子峰強度差1000多倍時也如此。例如,團隊在進行奶粉中農殘檢測方法研究時,向基質添加了差異濃度的19種農藥,在14次進樣分析中待測物的質量誤差均在0.7ppm之內。
在分析優勢方面,陳偉介紹說Orbitrap的真空度高,故分析中離子損耗少,這也是靈敏度優於其它高分辨質譜的原因之一。另外,賽默飛世爾科技質譜工程師將Orbitrap解析度60K全掃描模式與三重四極杆質譜的MRM進行比較,發現二者靈敏度相當。Orbitrap最初是在蛋白分析領域取得了廣泛的應用和信任,目前也在環境、食品、藥品研究等小分子領域發揮其應用特點。
中國醫學科學院/北京協和醫學院藥物研究所副研究員賀玖明 報告題目:敞開式AFAI-MS新技術與應用研究進展
賀玖明首先介紹了團隊與王曉浩教授團隊共同開發的空氣動力輔助離子化技術(AFAI),以及以此技術為基礎的AFAI-MSI質譜成像3D平臺。該技術能夠在常壓環境電離,其傳輸管約為0.5米,非常適合大體積遠距離樣品的檢測,並且與目前主流廠商的多類質譜兼容。研究團隊還根據質譜成像原理和特點開發了綜合數據處理軟體,將質譜圖與成像圖像重構與結合分析。
在該技術的典型應用方面,賀玖明介紹了用AFAI-MSI做整體動物體內藥物分析的例子。此應用無需同位素或螢光等化學標記顯影,可同時針對多個未知化合物進行成像分析,反應藥物藥代產物在體內分布。為藥物或候選新藥的靶向、藥效與毒理機理研究提供了新的直觀方法。研究團隊以AFAI-MSI分析藥物給藥後的體內分布以及代謝物變化。賀玖明介紹了利用該技術進行的鎮靜催眠藥物NHBA給藥後的內源性代謝物分析。通過研究NHBA與差異代謝物的動態變化,發現NHBA有可能通過調控GABA、膽鹼、腺苷等分子的含量變化而產生鎮靜催眠效果。另外,研究團隊利用成像代謝組學方法在腫瘤分子病理診斷領域也開展了一系列研究應用。通過AFAI-MSI內源性小分子生物標誌物的分析能夠區分腫瘤與癌旁組織,以及對肺癌不同病理學類型分型。AFAI-MSI除了在新藥研發、成像代謝組學和腫瘤診斷方面發揮了獨特的作用,還在化學指紋識別、新藥研發、物證鑑別等方面有了進一步的應用發展。
質譜新技術主題會場(中)
清華大學化學系教授瑕瑜 報告題目:脂質分子結構的表徵 -- 質譜分析所面臨的挑戰和最新進展
脂質結構的鑑定能夠需要從6個層級的結構信息獲取依據,同時需要考慮同分異構體和同重素的影響。在已有商業質譜上已經能夠獲得很多脂質鑑定相關信息,但是無法獲得C=C位置信息。瑕瑜在報告中介紹了在脂質C=C位置研究中兩個團隊的研究進展。由於臭氧裂解對C=C有選擇性,澳大利亞科學家Blanksby團隊通過臭氧觸發裂解來判斷C=C位置。適合用於複雜混合物分析,但是只能使用離子阱質譜並且需要對質譜分析器進行一定改造。
瑕瑜介紹了本團隊研究的脂質C=C位置分析Paternò-Büchi反應(PB反應),該反應採用丙酮進行反應試劑,採用254nm汞燈進行光化反應。PB反應能夠進行各類脂質的C=C位置分析。團隊對該方法進行了優化,採用Micro-Flow反應器在10秒鐘實現可控微升流速反應,目前已經能夠與LCMS聯用。團隊還採用PB-MS/MS進行了兔腦樣本的Shotgun脂質分析,得到了樣本中不飽和脂肪酸和甘油酸脂的C=C位置情況,並實現了多種磷酸脂的同分異構體定性定量分析。目前,該課題組也在發展PB反應與小型質譜的直接分析聯用。PB反應進行C=C確定具有很多優勢,但是瑕瑜表示該技術存在反應產率低等不足,研究組還在進行優化研究。
美資力可儀器高級應用專家李莉 報告題目:四極杆質譜替代者-最新飛行時間質譜Pegasus BT發布報告
李莉介紹了LECO小型飛行時間氣質QTOF 產品Pegasus BT的技術特點和應用。據介紹,Pegasus BT其具有開放式離子化方式Stay Clean EI源,是開放式設計,能夠免洗長期保持清潔,即使在複雜樣品(油品)的3000次連續進樣後仍能夠保持性能穩定。在全譜採集時,分析靈敏度為50fg OFN。與LECO其他GC-TOF MS系統一樣Pegasu BT無需在SIM和MS/MS中切換,就能在一針進樣分析中得到更多信息;力可的專利解卷積技術能夠確保分析不受到共流出和基質幹擾的影響,生成高質量的質譜圖;分析中的每個樣品的全譜信息都得到有效記錄。
在農殘快速分析的應用中,QTOF Pegasus BT能夠實現203種農殘混標的快速分析,在5S內鑑定出8個化合物。另外,李莉還介紹了Pegasu BT在代謝組學和石油分析中的應用。其配備軟體中的Target Analyte Finding能夠幫助實現全譜數據快速分析,適用於大批量數據處理、痕量化合物分析與定量。
安捷倫科技液質應用工程師冉小蓉 報告題目液質聯用技術用於代謝通路精準分析的最新解決方案
代謝組學研究正在走向基於通路的精準研究。冉小蓉在報告中介紹,定性代謝流分析能夠提供細胞組成的靜態信息、揭示體內通路的活性,並追蹤代謝物在通路中的流向及規律。一般代謝流實驗利用穩定同位素標記監測穩定同位素的取代,分析同位素異數體和同位素異構體。目前手動定性代謝流的分析繁瑣、耗時且受到化合物數目限制。安捷倫VistaFlux定性代謝流解決方案將整個數據的分析時間降低至數分鐘。冉小蓉以研究示例介紹了定性代謝流分析實驗的步驟。在提取同位素異數體並校正天然豐度同位素方面採用VistaFlux定性代謝流提取17個化合物只需要2分鐘,而手動提取5個代謝物就需要2周。
冉小蓉還介紹了以QQQ平臺為基礎的定量代謝組dMRM資料庫及方法包,該方法包提供超過215個中心碳代謝物的優化和耐用的常規靶向定量分析。另外,冉小蓉還展示了安捷倫代謝組學代謝流分析與Seahorse細胞能量代謝結合,該技術能夠提供新的代謝組學精準研究方案。
中科院成都生物研究所公共實驗技術中心主任周燕 報告題目:探針電噴霧離子化的研究
在提高質譜耐鹽能力的研究中,周燕團隊發現了探針電噴霧技術(PESI)。這一技術在解決高鹽和複雜生物樣品的分析上極具潛力。研究團隊在兩年的時間裡設計研發了液相聯用的探針電噴霧離子源。探針電噴霧離子源的特點是耐鹽、抗基質幹擾、可用於活體組織分析(如桔皮穿刺分析)。研究團隊將該裝置應用於微量天然產物同分異構體的區分研究,成功區分了木質素同分異構體的裂解曲線。
另外,周燕還介紹了團隊據PESI研發的原子筆尖電噴霧(BPESI)離子化技術。該技術採用廢棄原子筆尖,可選用刮擦、接觸、吸入、填充等多種採樣方法進行高壓電噴霧離子化。該方法快速、靈敏、無複雜樣品前處理,能夠分析液體、固體和半固體樣品,也可進行表面分析。對於低極性溶劑的常壓離子化方法,團隊開展了納米材料在PESI中的應用研究。碳納米管作為電噴霧基底具有導電性質和比表面積大的優勢。團隊對不同溶劑中碳納米材料進行電噴霧研究,並優化了噴霧尖端與質譜入口之間的最佳距離。該技術目前也已經展開了豐富的應用研究。
編輯:郭浩楠
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