張玉奎院士等專家在2012年北京色譜年會上作大會報告

　　2012年12月07日，北京，2012年北京色譜年會熱烈召開。促進了北京地區色譜以及色譜相關領域的技術應用與交流。圍繞“色譜新技術及其應用”的主題，展開多場報告，內容包括蛋白質組學、色譜技術、色譜與質譜、色譜與核磁共振、金屬組學、代謝組學、生物氣味研究、環境分析等。中國科學院大連化學物理研究所張玉奎院士，中國科學院生態環境研究中心江桂斌院士做大會報告。

報告會現場

中國科學院大連化學物理研究所 張玉奎院士

　　中國科學院大連化學物理研究所張玉奎院士，做了《蛋白組定量技術進展》報告。

　　張院士介紹定量蛋白組學方面做的工作，2011年，世界科學家組成了C-HPP協會，目標是通過蛋白質組學技術鑒定每條染色體上編碼的所有基因產物，從而實現人類蛋白質組的全覆蓋。中國負責1、8、20號染色體的分析研究。

　　蛋白質組學定性問題——覆蓋度低

　　人類蛋白質庫中年2萬個編碼蛋白的基因所對應的代表性蛋白中，有近8000個低拷貝數的蛋白仍然沒有被發現。7000個強證據；20344個代表性蛋白；5000個弱證據。這引出了以下幾個思考。

　　沒有證據和弱證據的蛋白在哪些細胞通路中？有什么功能？

　　疾病分子標志物和藥靶是否在8000個沒有被發現的蛋白中？

　　是不是有的蛋白從來不要也不會被人類基因表達？

　　解決方案——提高覆蓋度

　　一是提高分離效率：發展色譜分離新材料，去除高豐度蛋白，多維色譜分離方法；二是提高檢靈敏度：富集低豐度蛋白，提高質譜儀檢測靈敏度（提高離子化效率，開發新型離子源）。

　　1、蛋白質富集材料的研究

　　三磷酸腺苷為配基的磁性納米材料制備。其制備方法：將FeCl3?6H2O、1,6-已二胺與無水乙酸鈉進行反應，制備具有高分散性、表面易修飾的氨基磁性納米材料；采用戊二醛法對磁性材料表面氨基進行醛化，然后與三磷酸腺苷（ATP）共價鍵合；通過ATP與Ti（SO4)2的螯合作用，在磁性納米材料表面載Ti4+；利用Ti4+與磷酸化肽的磷酸根間的金屬螯合作用，實現磷酸化肽的高選擇性富集。

　　用商品化的這種材料用于α-和β-酪蛋白混合物酶解產物中磷酸化肽的選擇性富集，較其他磷酸根配基選擇性提高10倍。

　　用它做小鼠肝癌腹水瘤淋巴道高低轉移細胞株的差異硝酸化蛋白組定量研究。鑒定到1130個肽段，其中1069個磷酸化肽，對應2323個磷酸化位點，在肽段水平對磷酸化肽的富集選擇性為94.6%；鑒定到658個蛋白，其中632個磷酸化蛋白，占總蛋白的百分比為96.05%。鑒定到17條差異化磷酸化肽段和2個磷酸化蛋白質。

　　2，集成化蛋白質組定量樣品預處理裝置

　　雙通道SPE裝置 ，固相變性、還原、烷基化、酶解、標記（甲醛和氘代甲醛標記）和除鹽，消除了平行離線操作引起的誤差。標記效率接近100%。

　　采用雙通道樣品預處理裝置用于肝癌轉移細胞株的蛋白質組定量分析。

　　高定量精密度，80%蛋白質RSD<10%，95%蛋白質RSD<20%，大大的進步了。

高定量準確性

　　3，集成化蛋白質定量分析平臺

　　設計思路，集蛋白質水平二甲基化、蛋白質水平分級、在線酶解（胰凝乳蛋白酶）、肽段分離、質譜采集、定性定量數據分析于一體。

　　肝癌低轉移細胞株提取物分析，低轉移細胞提取蛋白D/H=1；鑒定到316條肽段，其中191條肽段得以定量，對應45種蛋白；D/H實測值為1.04（理論值為1.00），CV=-13%（文獻報道變異系數為40-50%）。

　　蛋白質的一級和二級質譜聯合定量

　　目前只用一級質譜或二級質譜進行定量，會造成數據丟失，利用MS1和MS2結合定量，所定量的蛋白數目有了明顯的提高；而定量偏差的蛋白質數目不變，定量的錯誤率僅為0.19%。

　　結合MS1和MS2的定量方法可以明顯提高定量數量，但是該方法丟失了許多三次重復定量到的高可信的蛋白，將這三部分加到一起分析（即通過MS1定量三次的蛋白，通過MS2定量三次的蛋白和通過MS1+MS2定量到蛋白）。

　　同時張院士還介紹了多個重點儀器開發項目以及新技術。

　　1、蛋白質定量新方法及相關技術研究

　　推薦首席：張麗華

　　申報單位：中國科學院大連化學物理研究所

　　參加單位：復旦大學，軍事醫學科學院，中科院計算機所，南開大學，北京理工大學

　　推薦部門：中國科學院

　　2、多維生物色譜儀及液質聯用關鍵部件的研制

　　項目負責人：張玉奎

　　牽頭單位：大連依利特分析儀器有限公司

　　技術支撐單位：中國科學院大連化學物理研究所，浙江好創生物技術有限公司

　　3、高靈敏ESI源基礎理論研究及在低豐度蛋白質分析中的應用

　　項目負責人：張玉奎

　　依托單位：中國科學院大連化學物理研究所

　　合作單位：華東理工大學

　　4、毒品現場定性定量分析儀

　　項目負責人：關亞風

　　牽頭單位：湖南三德科技發展有限公司

　　技術支持單位：中國科學院大連化學物理研究所

　　應用單位：公安部物證鑒定中心、中國計量科學研究院、中國科學院大連化學物理研究所

　　最后，中國分析化學在國際上的地位，1990-2010年間我國在色譜領域發表文章數量排名第三，2009年我國排名第二，2010年排名第一，2011年排名第一。

復旦大學 楊芃原教授

　　復旦大學楊芃原教授作了《國內外質譜技術和儀器研究最新進展》的報告。

　　質譜技術是分析化學革命性發展的驅動力，在過去的一百年中，先后有六位質譜學家獲得了諾貝爾獎，他們的工作極大地推動了儀器制造學和分析化學的發展嗎。其中ESI和MALDI電離方式的發明奠定了今天蛋白質組學分析的技術基礎。質譜類型有離子阱-測量振動頻率，高分辨/高靈敏FT-ICR、Orbi-Trap、LTQ、Quadrupole，行時間-測量飛行時間，高測量速度MALD-TOF。

　　2009年各類質譜儀器分析統計

　　Triple Quadrupole17.3%，GC/MS13.5%，Ion Mobility Spectroscopy（IMS）10.0%，ICP-MS9.0%，Q-TOF LC/MS8.9%，MALDI-TOF7.8%，Ion Trap LC/MS 6.8%，FT-MS5.7%，Single Quadrupole LC/MS4.6%，Leak Detectors3.7%，Magnetic Sector MS2.8%，SIMS2.4%，Residual Gas Analyzers（RGAs）2.4%，Time-of-Flight LC/MS2.3%，Portable&In-Field MS1.7%，Process MS1.0%。

　　質譜離子源的進展，電噴霧萃取電離技術EESI，氣體樣品由鞘氣入口引入，與電噴霧產生的帶電液滴及電離碰撞，待測物質分子被萃取并離子化，有毛細管引入質譜儀。

　　復旦有20年自主質譜儀器開發經驗

　　1996-2006，高分辨飛行時間質譜儀；2007-2011，商用LCTOF——MS800、820、822產品，821研究樣機；2007~，四級桿質譜開發，舜宇恒平工業質譜產品；2007~，離子阱質譜儀——便攜式離子阱質譜儀，821-LIT（國內首臺串聯質譜）。

　　自主的TOf分析器關鍵技術——高精度的圓環電極反射器技術，重復精度達5um。以及國產化TOF電子學部件：高壓脈沖發生器、高壓高穩定度直流電源、多通道高壓透鏡電源、多通道中壓透鏡電源、1GHz信號前置放大器、100MHz恒分甑別器、2.4GHz時間數字轉化器、1GHz高速信號平均器、質譜通用控制器等。

賽默飛世爾科技有限公司 梁立娜女士

　　賽默飛世爾科技有限公司梁立娜女士介紹了 《高效的質譜前段——U-3000雙三元液相色譜》。

　　UitiMate 3000DGLC，具有多種配置方案來滿足不同領域的分析應用；靈活的配置設計，通過軟件可以實現自動配置，控制以及閥切閥，使您對閥的駕馭游刃有余；雙梯度液相應用范圍寬廣（在線基體消除/濃縮富集、多維液相、并聯應用等），靈活多變，有很大的潛力，解決復雜的技術難題；Hypersil/Syncronis/ccucore系列硅膠柱，多空石墨化炭黑柱，Acclaim混合基質柱，IonPac/DNAPac/ProPac系列聚合物基質離子交換色譜柱等多種分離機理的色譜柱均可提供；提供零死體積Viper管路，輕松快捷搭建系統；能與市面其他主流質譜廠商直接聯用。

香港大學 孫紅哲教授

　　香港大學孫紅哲教授作了《金屬組學的研究進展》的報告。

　　金屬組學是繼基因組學、蛋白質組學和代謝組學后提出的一種新的組學。金屬元素是生命存在的重要物質基礎之一，金屬生物分子如金屬蛋白、金屬酶、以及其他含有金屬的生物分子以及各種游離的金屬離子如K+、Na+、Ca+、Mg2+等人類生命活動中具有重要作用。

島津企業管理(中國)有限公司 司晶女士

　　島津企業管理(中國)有限公司司晶女士作了《讓離子飛——島津UFMS帶來的全新工作體驗》的報告。

　　UF（Ultra Fast）技術：UF sweeper 超快速碰撞池；UF switching 超快速正負極切換，LCMS-8040（15s）；UF scanning 超快速掃描，LCMS-8040（15,000u/sec），GCMS-TQ8030（20,000u/sec）；UF quad超快速反應的質量分析器；超快速掃描/正負極切換時不犧牲靈敏度和質譜圖正確性。在這樣的UF技術下可實現更快的分析速度，一次進樣完成更多化合物分析；定量同時得到定性信息，避免假陽性，開展篩查分析；方法開發更便捷。

　　伊利諾伊大學NIH植物性膳食補充劑中心，利用Nexera+LCMS-8030，分析了2010年產葡萄粉中幾種抗氧化和化學預防成分，包括白藜蘆醇、兒茶素、黃酮類化合物以及花青素。Nexera+LCMS-8030 UHPLC-MS-MS與LC-MS-MS分析比較，峰寬3s較LC-MS-MS（峰寬30s）窄10倍，分析時間2.5分鐘快5倍，同時標準曲線的線性提高，而且快速分析意味著花青素降解更少，結果更準確。

　　LCMS-8040農藥篩查質譜庫——數據文集，包含LC分析條件、校準曲線、檢出限和定量限、精密度、回收率、MRM觸發產物離子掃描匹配度。

　　UFMS技術支撐下的工作體驗，更快的分析速度，更多的目標物質信息，更快捷的工作體驗。

中國科學院武漢物理與數學研究所 劉買利研究員

　　中國科學院武漢物理與數學研究所劉買利研究員介紹了《色譜與核磁共振聯用技術的研究進展》的報告。

　　核磁共振對科學的貢獻和發展趨勢，先后有五次因核磁而頒發的諾貝爾獎，三個里程碑式的發展。NMR的發現與實現，1944年Rabi、1952年Purcell&Bloch物理諾貝爾獎；NMR方法與蛋白質結構測定，1991年Ernst、2002年Wüthrich等化學諾貝爾獎；核磁共振成像技術（MRI），2003年Lauterbur&Mansfield生理或醫學諾貝爾獎。

　　NMR的特點

　　定性、定量、3D結構、相互作用、動態過程分析；信號強度與檢測核含量成正比；檢測方法多樣，1D/2D/3D，在線、離線、預富集（固相萃取）；HPLC為復雜體系的NMR分析提供高效的分離手段。

　　HPLC-NMR的發展

　　1960年流動樣品的NMR分析，連續掃場NMR，靈敏度提高5倍；1970年Two channels flow-injection NMR，化學反應動態過程的研究；1995年High field（750MHz）on-flow HPLC-NMR，On-line-coupled HPLC-MS-NMR。

　　HPLC-NMR發展趨勢

　　1、小型化：5mm探針+1~3mm流動型樣品管，體積減小、濃度增加，但探測空間浪費（填充因子/Q值低），靈敏度提高有限；小型探針有效增加填充因子，有利于大幅度提高靈敏度。

　　2、芯片化

　　3、遠程檢測

北京大學 劉虎威教授

　　北京大學劉虎威教授介紹了《DART-MS與LC和CE的聯用技術及其應用》的報告。

　　RPLC-MS流動相中鹽抑制離子化，污染離子源；NPLC-MS，有機溶劑做流動相影響MS離子化效率，降低檢測靈敏度；CE-MS運行緩沖液的鹽抑制離子化，污染離子源。

　　那有沒有一種質譜既不怕鹽又可提高有機溶劑流動相中溶質的離子化效率？就是DART-MS技術。

　　DART-MS的特點是，一種敞開環境下的離子化技術，操作方便，分析物不受樣品類型、形狀、大小的限制，抗污染，樣品基質影響小，與自動進樣器聯用，靈活，耐用。電噴霧解吸附離子化（DESI）、實時直接分析離子化（DART）是兩種最典型的常溫常壓離子化技術。

　　劉教授還分析了中藥保健品種摻雜西藥的快速篩查，果汁中多種植物激素的快速檢測方法；NPLC-DART-MS在線聯用分析手性化合物，CE-DART-MS在線聯用分析。DART MS的新技術研究——等離子體輔助多波長激光解吸附離子化質譜（PAMLDI-MS）、常溫常壓表面輔助激光解吸附離子化質譜（Ambient SALDI-MS）。DART MS應用前景廣闊，與LC和CE聯用優勢顯著，檢測靈敏度需要更進一步的提高。

中山大學 李攻科教授

　　中山大學李攻科教授作了《生物氣味分析研究進展》的報告。

　　生物揮發性有機物（VOCs）是生物代謝以及生物體表面微生物共同作用的結果，生物VOCs具有特定的化學結構，包含重要的生物信息——生物氣味。生物氣味是生物界的共同語言，情感的物質基礎。自然界基本氣味有薄荷香、花香、焦糖香、麝香、樟腦香、魚腥臭、汗臭、腐爛臭；人類氣味的類型有精神興奮型、食欲型、性欲型、食物毒性型、吸入毒性型、神經麻痹型。植物的“氣味語言”——邀請語言、警告語言、驅趕語言、呼救語言、應答語言。

　　生物揮發性有機物的研究，可應用于刑事偵緝、防治蟲害、診療疾病、保鮮質控等領域。分析檢測方法有氣相色譜法如GC/FID、GC/MS、GC/O；電子鼻法可獲得整體輪廓信息，進行簡單識別判斷。

　　生物VOCs采樣方法導致部分生物信息的丟失，同時傳統采樣方法耗時耗能、操作繁瑣、采樣效率低、污染嚴重，需要發展新型的VOCs采樣方法。由于生物基體復雜、VOCs含量低且種類繁多、缺乏相應的標準物質，使生物VOCs定性定量的分析困難。生物VOCs研究得到海量的原始實驗數據，需要采用合適的數據解析方法才能有效提取隱藏在大量實驗數據背后的生物信息。生物VOCs的研究報道較少涉及生物VOCs的方法學研究，特別是生物VOCs與生物代謝過程間的關系研究更為罕見。

安捷倫科技(中國)有限公司 李浪先生

　　安捷倫科技(中國)有限公司李浪先生介紹了《安捷倫超臨界流體色譜(SFC)與自動化方案》的報告。

　　安捷倫擁有全面的HPLC/UHPLC平臺，其整體及模塊化設計能滿足不同客戶群的需求，均可逐步升級（即便是早期的1100/1200系統），共享多于60模塊的開放式平臺，覆蓋各種技術，開放控制代碼（ICF），而且硬件堅固耐用，軟件控制能力強，實用的軟、硬件使操作簡便并易于維護，提供各種自動化解決方案，提供任何預算下的最高價值。

　　超臨界流體色譜(SFC)有獨特的選擇性，和反相色譜及HILIC的選擇性都一樣，但與正相色譜相近，比HPLC快速，比GC上的應用領域更寬，有部分GC的特性，運行成本較低，綠色環保，一直是分離手性化合物的首選。由于CO2易受示差折光變化的影響，因此壓力及流速的輕微變化會引起檢測器的高噪音，導致靈敏度降低。安捷倫的SFC是如何解決這個問題的？設計獨立的Aurora A5增壓泵，集合CO2增壓泵、獨立的CO2計量泵及獨立的改性劑泵與于一身，去除流速與壓力的關聯，高精度、嚴格控制的背壓調節器。

中國醫學科學院藥物研究院 再帕爾?阿不力孜研究員

　　中國醫學科學院藥物研究院再帕爾?阿不力孜研究員以《色譜-質譜技術在新藥分析中的應用》為題作報告。

　　不同類型化合物的質譜特征及其裂解規律的研究

　　發現了紫衫烷、生物堿、甾體皂苷、三萜皂苷、黃酮等多種類型天然產物的新穎或獨特的特征裂解反應和反映結構細微差異的質譜變化規律及特征，同時為建立復雜體系多組分分析方法提供了有力的分析依據。

　　體內藥物原型及其代謝物的發現與識別方法研究

　　單體藥物和有效部位生物樣本的復雜性——建立RRLC-MS/MS分析方法，運用MSE與Multi period MS/MS譜相結合的新穎數據采集方式，高效、快速獲得原型及代謝物全面信息；代謝產物的快速發展與識別——在質譜行為與結構相關性研究基礎上，提出特征離子提取與質量虧損過濾（MDF）相結合的數據挖掘新方法；原型成分和代謝產物的對應關系難以確定——結合代謝特征，將有效部分原型成分和代謝產物作為一個整體，研究從原型體系到代謝物體系的整體轉化關系。

　　有效部位的整體代謝輪廓峰分析方法

　　以原型成分的質譜裂解行為與代謝特征相結合獲取雙重信息且互補參照的研究思路，建立了活性提取物在大鼠體內代謝產物多組分的快速、整體輪廓分析的質譜新方法。

　　藥物研發對藥物分析的新需求

　　深入、全面的了解藥物的體內過程、作用規律及其代謝特異性，如藥物本身的吸收、分布、代謝、排泄以及毒性評價和生命體內源性代謝物隨時間和空間的動態變化，以揭示藥物作用部位及原位表征，闡明或預測藥效作用及毒性機制，為候選新藥的優化與研發提供支持。

中國科學院生態環境研究中心 江桂斌院士

　　中國科學院生態環境研究中心江桂斌院士作《效應引導的分析方法在新型環境污染物分析中的應用》的報告。

　　新型化學污染物(Emerging Chemicals)指尚未被廣泛地檢測出來的人工合成或自然存在的化學物質。 這些物質通常具有潛在的進入環境并導致健康影響的可能性。然而，我國對于新型污染物的研究大多限于對國際關注熱點的跟蹤， 缺乏針對我國污染特點的特定污染物的前瞻性的研究。這就使得我國在新POPs 的污染控制、國際談判等方面繼續處于被動局面。 由于新型污染物通常濃度較低、組分復雜，而且干擾物質較多，因此，對分析技術有更高的要求，發展高靈敏度和高選擇性的分離分析方法是解決問題的主要出路。 報告主要介紹了近年來，江院士課題組依托先進的色譜和質譜技術，在新型污染物的篩選及識別技術方面開展了一些工作，通過不同的技術路線篩選到一些新的污染物并開展了有關毒理學的前期研究。