2010全國質譜大會大會報告（一）

　　2010年7月30日~8月1日，2010全國質譜大會暨第三屆世界華人質譜學術研討會在吉林長春隆重召開，本次大會邀請了來自北美、臺灣、香港、新加坡等海內外的專家通過80多場高水平的精彩報告與代表們進行了充分深入的學術交流。分析測試百科網作為本屆大會的應邀媒體，將對大會報告進行系列報道。

中科院大連化學物理研究所 張玉奎 院士

　　首先，來自中科院大連化學物理研究所的張玉奎院士做了題為《高通量蛋白質組分離鑒定平臺》的報告。蛋白組成復雜和蛋白表達的時空特性是蛋白質組學科學家面臨的挑戰。蛋白豐度范圍大，目前的技術很難檢測。報告中，張院士介紹了體積排除色譜-微柱反相色譜-膜接口-固定化酶反應器-微柱反相色譜-質譜平臺的集成化蛋白分析策略。分別對集成化平臺中的關鍵部件進行了介紹。其中對二維體積排除色譜-微柱反相色譜分離小鼠腦蛋白的研究表明，結果正交性好，分離效率高，可用于復雜樣品的高分辨分離；對溶劑置換膜接口的研究結果表明，經過膜接口交換，酶解產物能較好地捕集無機有機雜化整體基質；固定化酶反應器和微柱反相色譜-質譜分析系統也是平臺的關鍵部件。

　　張院士還通過舉例——鼠腦提取蛋白質的分析，第一維用體積排除色譜分離，第二維用C8微柱反向色譜分離，第三維用C18微柱反向色譜分離，并與傳統蛋白分析方法比較，說明集成化分析方法是十分有效的。

　　此外，張院士還介紹了芯片液質聯用平臺，該平臺的關鍵部件是芯片上親水性酶反應器和芯片-SCX-C18 tip-ESI-MS/MS分析平臺。這些技術在蛋白的分離鑒定方面大大提高了通量，對蛋白的研究有指導意義。

中國科學院生態環境研究中心、環境化學與生態毒理學國家重點實驗室 江桂斌院士

　　中國科學院生態環境研究中心的江桂斌院士帶來了報告《HR/GC-MS在分析持續有機污染物(Persistent Organic Pollutants, POPs)中的應用》。報告中，江院士介紹了POPs的基本情況、高分辨質譜在環境分析中的應用、發現新的POPs、面臨的挑戰四個方面的內容。

　　雖然POPs在環境污染物中僅占2%，但POPs具有長距離遷移、在環境中長期存在且具有毒性的特點，對環境危害很大。在斯德哥爾摩公約中，最初規定了12中POPs，2009年，POPRC組織又增加了9種POPs化合物。由于POPs嚴重危害環境，美、日均對二噁英進行了嚴格的標準。我國的標準要求相對沒那么嚴格，目前也只有3個國標。

　　隨著斯德哥爾摩公約的制定，國內外許多科學家都開始研究POPs，由于POPs結構復雜、在環境中含量低且毒性差別很大，因此，高分辨質譜成為了環境分析的有利工具，江院士介紹，目前國內已有30余個二噁英實驗室擁有高分辨質譜。但高分辨質譜需要有潔凈的實驗室、農殘級或更高的試劑和使用實驗室內標。因此，價格和試驗條件的限制是高分辨質譜亟待解決的問題。

　　江院士與大家分享了自己的研究成果——發現POPs。江院士通過物理化學性質對比發現了溴代阻燃劑(TBC)并確證屬于POPs；通過質量平衡關系發現了大量全氟碘烷類化合物，毒性研究表明該累化合物屬于雌激素；通過效應引導的污染物識別EDA(Effect-Directed Analysis);通過效應-毒性關系發現了四溴雙酚-其中-A-丙烯基醚。江院士強調，EDA是POPs發現更為重要和有效的方法。

　　對于面臨的挑戰，江院士指出了以下5點：環境中存在的難電離物質分析，基質干擾，甲基等不穩定代謝產物的檢測、高分離色譜與高分辨質譜的結合、同位素質譜為環境分析。

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臺灣國立Sun Yat-Sen大學化學系 Jentaie Shiea(謝建臺)教授

　　來自臺灣國立Sun Yat-Sen大學化學系的Jentaie Shiea(謝建臺)教授，為大家做了題為“Laser-Based Ambient Ionization Mass Spectrometry”(基于激光的敞開離子源質譜)報告。在報告中，他介紹了電噴霧輔助的激光解吸離子化(ELDI)技術，和激光誘導的聲解吸(LIAD)技術，這些技術用在質譜上，都可在敞開離子源條件下分析固體或液體樣品，無需樣品制備。反應物分子和脈沖激光反應產生解吸，而無需有機基質;解吸后的離子在酸性甲醇溶液中電噴霧離子化。謝教授課題組最近改進了ELDI和LIAD源，并應用于一些特殊的應用。比如高通量的薄層/質譜(TLC/MS)分析；分子成像分析；化學反應監測；蛋白結構研究等。以下是英文摘要：

　　Electrospray-assisted laser desorption ionization (ELDI) and laser-induced acoustic desorption (LIAD) mass spectrometry (MS) are useful techniques for directly characterizing small chemical or large biological components in solid or liquid under ambient conditions. Sample pretreatment is usually unnessary for both techniques. The analytes molecules in the samples are desorbed by the action of a pulsed laser without the assistance of organic matrix. The desorbed molecules are subsequently ionized in electrospray plume generated by electrospraying and acidic methol solution. Recently, we have modified the existing ELDI and LIAD source so unique applications are performed: 1) High throughput TLC/MS analysis – the TLC plate was linearly scanned by the laser from either side of the plate. Typically the systems allow to continuously screening up to 400 TLC plates per day. 2) Molecolar imaging analysis – with the assistance of a stepper motor for precisely moving the sample plate and a high spatial resolution laser, the distribution of the predominant chemical compounds on a particular sample surface were obtained. The molecular images based on volatile and non-volatile chemical compounds on dry fungus and plant slices were obtained. 3) Monitoring chemical reaction – the states of ongoing chemical reactions – nanoparticle catalyzed photodecomposition of dye molecules in different organic solvents, were continuously monitored. 4) Protein structure study – the change of protein structure was studied via H/D and D/H exchange. The amino acids, peptides, and proteins with different exchangeable H atoms were chosen to ascertain the number of H/D or D/H exchanges in a reactive-ELDI/MS system. In addition, a new configuration of the electrospray system was built for both ELDI and LIAD sources. A multiple electrosprayer system was used to generate an atmosphere containing homogenously charged species. The efficiency of post ionization of the desorbed analyte molecules in the new ion sources is greatly increased. Different solvent systems can be simultaneously used to produce electrospray plumes to ionize the analyte molecules with different polarities.

來自香港浸會大學的Zongwei Cai(蔡宗葦)教授，做了題為：“Liquid chromatography-mass spectrometry for investigating the biochemical effects induced by aristolochic acid in rats: the plasma metabolome”的報告。

安捷倫科技 王穎博士

　　來自安捷倫科技的王穎博士向大家介紹了安捷倫公司最新推出的6490三重四極桿液質聯用儀，該系統被定義為是世界上最靈敏的三重四極桿液質聯用系統。Agilent 6490三重四極桿液質聯用儀采用了安捷倫公司最新研制的iFunnel技術，徹底改變了大氣壓離子采樣過程，極大地提高了大多數應用的檢測靈敏度。

　　iFunnel 技術采用了安捷倫噴射流離子聚焦技術，該技術利用超熱鞘氣聚焦噴霧流，以提高溶劑蒸發效率，增加了離子密度。這些離子通過六孔取樣毛細管進入質譜儀，相比早先的系統，這 6 根平行毛細管可接收約為原先 10倍以上的大氣離子。離子通過雙離子漏斗組件聚焦，并從氣體中分離出來。第一個高壓漏斗去除了大部分氣體后將離子聚焦到第二個低壓漏斗，低壓漏斗去除了剩余的氣體，從而使離子可以進入 Q1 光學透鏡。該系統還采用了新型90°彎曲捕獲碰撞池設計，提高了離子傳輸效率。6490 開創了高端應用的全新領域，分子檢測水平可達 zeptomole(10^-21 摩爾)級。同時，化合物線性動態范圍可以達到六個數量級。

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加拿大Alberta大學 Li, Liang(厲良)教授

　　來自加拿大Alberta大學的Li, Liang(厲良)教授，做了題為：“Development of LC/MS Techniques for Comprehensive Metabolome Analysis”（發展LC/MS技術用于綜合的代謝組學分析）的報告。在報告中，他簡單介紹了代謝組學研究的基本方法、方法的要求，比如代謝組學分析必須要求足夠的靈敏度和確定性。而現在面臨的挑戰有：代謝組學分析中現有技術有限的覆蓋率；在定量代謝組學分析中的低通量；鑒定完全未知的代謝物很困難；不知道待研究的某個代謝組到底有多大等等。針對上述挑戰，厲良教授課題組發展了一系列LC/MS方法和平臺。比如：同位素標記的試劑；有效的LC/MS方法（多維分離技術、三重四極桿、Qtrap等）；創建MS/MS數據庫；上基于互聯網的資源如MycompoundID進行檢索；對目標的未知代謝物進行鑒定。以下是英文摘要：

　　Metabolomics is a rapidly evolving field for studying biological systems and discovering potential disease biomarkers. For any metabolomics application, metabolome analysis with adequate sensitivity and specificity is essential in defining the metabolome. Ideally, all metabolites present in a biological system are qualitatively and quantitativey profiled. Unfortunately, due to technical limitations, only a fraction of metabolites are currently analyzed by using techniques such as NMR and mass spectrometry (MS). Due to limited metabolome coverage, many important metabolome networks and some subdue changes in the metabolome may not be revealed with current techniques. In this presentation, several technical issues related to the development of LC/MS for enabling metabolome analysis will be discussed.

　　Because of great diversity of chemical and physical properties of metabolites, we have been developing an isotope labeling LC/MS workflow with a goal of improving the metabolome coverage in analyzing biological samples such as human biofluids and tissue samples. Several labeling chemistries will be described to provide isotope tags to the metabolites for sensitive detection and accurate quantification. LC method including multi- dimensional separation to separate the labeled metabolites with high efficiency will be discussed. New protocols for MS analysis, metabolite identification and quantitative data processing will be presented.

賽默飛世爾科技科學儀器市場部經理 王勇為博士

　　來自賽默飛世爾科技科學儀器市場部經理王勇為博士主要向大家介紹了Orbitrap質量分析器的工作原理以及該技術的發展現狀。

　　Orbitrap質量分析器自2000年上市以來，現在已經成為主流的質譜技術。首先，Orbitrap質譜儀特有的關鍵性能體現在容易操作、并可同時實現超高分辨率(>100000)和高精度質量數。該質量分析器形狀如同仿棰體，由仿棰形中心內電極和左右 2 個外仿棰半電極組成。儀器工作時，在中心電極逐漸加上直流高壓，在 Orbitrap 內產生特殊幾何結構的靜電場。當離子進入到 Orbitrap 室內后，受到中心電場的引力，即開始圍繞中心電極作圓周軌道運動，同時離子受到垂直方向的離心力和水平方向的推力，而沿中心內電極作水平和垂直方向的震蕩。外電極除限制離子的運行軌道范圍，同時檢測由離子振蕩產生的感應電勢，其中水平震蕩的頻率和分子離子的質荷比 (m/z)的平方根成比例關系。

　　王博士最后指出，高場Orbitrap和Compact Orbitrap技術的發展使得靈敏度得以提高3倍以上。Orbitrap技術憑借其優異的分析性能使其得到了廣泛的應用，應用范圍從常規化合物鑒定到復雜基體中痕量化合物分析，如蛋白質組學、藥物代謝、藥物控制或者食品和飼料中的污染物檢測。

新加坡南洋科技大學 Kai Tang(唐凱)教授

　　來自新加坡南洋科技大學的Kai Tang(唐凱)教授，做了題為“Genomic and Proteomic Analyses of Respiratory Viruses”（呼吸病毒癥的基因組和蛋白質組分析）的報告。在報告中他談到：為了更好地了解呼吸道病毒的致病性，課題組用基于質譜分析的技術來表征病毒的基因組序列變異，并發現和病毒作用的宿主蛋白質。比如，他們發展了一套基因組學方法，使被RNaseA酶解的轉錄產物產生確定位點的斷裂，從而有效地應用MALDI分析并鑒定任一單點突變。而他們發展的蛋白質組學方法，可以將病毒以及和宿主細胞作用的蛋白酶解后進行nano-LC-MS/MS分析；被蛋白質組學方法鑒定的宿主蛋白質還可以用不同的生化方法進一步驗證。以下是英文摘要：

　　In order to better understanding the pathogenicity of respiratory viruses, we have used mass spectrometry based techniques to characterize sequence variations in the virus genome and to discover host proteins that interact with viruses. In the genomics method, virus genome regions between 300 and 800 bases in length were amplified by RT-PCR, followed by in vitro transcription with dU instead of rU or dC instead of rC. The transcription products were then digested with RNase A. Such strategy generated base-specific cleavage products that were ideal for MALDI mass spectrometric analysis. Any single point mutation could be identified by corresponding peak disappearance and appearance of other fragment(s). The method can be particles were purified from their host cells with sucrose gradient. The virus and interacting host cell proteins were solublized in SBS, immobilized and purified in polyacrylamide gel matrix, and then digested in gel. The peptide mixture were extracted and analyzed with nano-LC-MS/MS. Host cell proteins were identified along with known virus proteins after database search and statistical analysis with Trans Proteomic Pipeline. Several host cell proteins indentified with the proteomic approach were further validated with different biochemical assays.

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