技术应用

质谱分析技术因具有高灵敏度、样品用量少、分析速度快等特点，被广泛应用于多个领域。同时，质谱仪器可以根据不同样本，利用合理的前处理方法和灵活的仪器组合方式，实现不同标志物的精准检测，故质谱技术发展非常迅速。为促进质谱技术的应用与发展，助力科研院所、高校、生产企业分析能力的提升，天津分析测试协会与仪器信息网将于2023年5月11日组织召开“天津分析测试新技术与前沿应用高端论坛——质谱新技术发展与应用”主题网络研讨会，届时将邀请知名专家、学者围绕质谱技术研究进展及应用等方面，以线上报告的形式展开深度交流与学习。点击图片或扫码报名会议日程时间报告题目演讲嘉宾14:00主持人班睿(天津市色谱研究会书记 /天津大学化工学院副教授)14:00蛋白质赖氨酸修饰的质谱鉴定和应用张锴(天津医科大学 教授)14:30最新MALDI成像技术和生物医学应用王勇为(布鲁克（北京）科技有限公司 应用经理)15:00神经退行性疾病标志物构象分辨质谱解析李功玉(南开大学 研究员)15:30代谢组学的“前世今生” -从基础研究到临床转化李遇伯(天津中医药大学 教授)16:00质谱技术在医学研究领域的应用荀敬(天津市中西医结合医院 （天津市南开医院） 助理研究员)16:30磁性固相萃取前处理技术在电感耦合等离子体质谱中的应用王意(天津大学 高级工程师)赞助厂商专家阵容班睿 天津市色谱研究会 书记/天津大学化工学院 副教授主持人个人简介：1986年7月津大学化工学院任教，历任于天助教、讲师和副教授。主要从事生物化工领域的教学科研工作，主要研究方向为微生物遗传育种和发酵工程，发表研究论文20余篇，获得授权发明专利3项，有2项技术成果实现了产业化应用。张锴 天津医科大学 教授报告题目：《蛋白质赖氨酸修饰的质谱鉴定和应用》个人简介：天津医科大学基础医学院教授/博士生导师/PI。从事蛋白质组学和生物质谱研究。发展了基于色谱质谱技术鉴定蛋白质赖氨酸修饰和调控蛋白的系列高灵敏分析新方法；发现并系统揭示了细菌中新型赖氨酸修饰的组学、功能和调控机制；揭示了食管癌中赖氨酸修饰组学特征和功能。发表SCI论文100多篇，近年来，主要工作以通讯作者发表在Nature Chemical Biology、Nature Communications、Molecular Cell、Science Advances等国际主流学术期刊。目前兼任中国化学会色谱专业委员会委员、中国生物化学与分子生物学会蛋白质组学专业分会委员、天津市色谱研究会理事长。王勇为 布鲁克（北京）科技有限公司 应用经理报告题目：《最新MALDI成像技术和生物医学应用》个人简介：2018年加入布鲁克（北京）科技有限公司，现任MALDI质谱成像应用经理，负责MALDI质谱成像产品的技术支持和在药物研发和临床医学的应用发展。王勇为1989年毕业于复旦大学化学系获硕士学位，1992年于中国科学院上海药物研究所获博士学位，随后从事色谱和质谱分析和药物代谢动力学研究。自2000起，先后在安捷伦科技和赛默飞世尔科技从事多种类型质谱仪的技术和应用支持，以及在蛋白质组学和药物研发等领域的市场推广。李功玉 南开大学 研究员报告题目：《神经退行性疾病标志物构象分辨质谱解析》个人简介：南开大学化学学院特聘研究员、博士生导师。入选国家高层次青年人才计划。2017年博士毕业于中科大化学系，随后在密西根大学和威斯康星大学麦迪逊分校开展博士后研究，2021年2月加入南开大学。研究方向为大分子结构质谱分析。迄今发表研究论文30余篇。曾获美国质谱学会博士后最高奖ASMS Postdoc Career Development Award。主持承担国家海外优青项目、科技部重点研发计划、基金委青年科学基金、基金委重大项目（骨干）等。担任天津市色谱研究会理事及JAT与Frontier in Chemistry等中英文杂志青年编委。针对人类疾病关联的低丰度蛋白修饰构效关系精准解析这一重大科学问题，李功玉课题组依托非变性离子淌度质谱平台，创造性搭建《高性能构象分辨质谱》多场景分析系统，成功应用于神经退行性疾病标志物蛋白手性修饰的构效关系研究，发现了疾病关联的新型蛋白结构亚型，为神经退行性疾病的精准诊断和治疗新思路提供了初步的完整蛋白水平上的分子基础。李遇伯 天津中医药大学 教授报告主题：《代谢组学的“前世今生” -从基础研究到临床转化》个人简介：天津中医药大学教授，博士生导师。全国首届青年岐黄学者，天津市特殊发展支持计划高层次创新团队负责人，天津市创新人才推进计划中青年领军人才。长期致力于基于液相色谱-质谱技术的代谢组学研究，构建了创新的代谢组学分离分析及应用技术平台，应用于中药安全性及有效性评价，并开展临床代谢组学研究。主持国家自然科学基金项目5项，主持及参与国家重点研发等课题28项；近五年以第一作者或通讯作者发表论文90余篇，其中SCI论文60篇；编写著作10部；获批授权专利6项，软件著作权2项；以负责人身份获省部级二等奖3项。荀敬 天津市中西医结合医院 （天津市南开医院） 助理研究员报告主题：《质谱技术在医学研究领域的应用》个人简介：现为天津市医院中西医结合急腹症研究所助理研究员，利用天津市急腹症器官损伤与中西医修复重点实验室平台，主要围绕消化系统肿瘤发生、复发转移的免疫调节及其中西医结合防治研究开展工作。作为项目负责人承担局级课题2项目，参与国家自然科学基金面上项目1项、天津市自然科学基金重点项目3项。近5年以第一作者发表学术论文6篇，其中SCI论文5篇，单篇最高影响因子11.6分，累计影响因子约30分。王意 天津大学 高级工程师报告主题：《磁性固相萃取前处理技术在电感耦合等离子体质谱中的应用》个人简介：高级工程师，天津大学分析测试中心光谱室负责人，沈志康奖教金获得者。主要从事无机质谱和原子光谱分析技术、固相萃取样品前处理技术的研究与开发。主持和参与完成多项科研项目、实验室教改项目及横向开发项目，指导天津市大学生创新创业项目1项；承担仪器分析教学课程3门，第一作者发表SCI及中文核心文章近20篇，完成2项教育部能力验证和实验室间比对项目，参与制定发布行业标准1项，参编1项教育部行业标准和分析技术丛书。欢迎扫码参会，共同探讨质谱技术！

原想绞尽脑汁写些与众不同的词作为开场白，但在拜读了群里几位近红外技术研究与应用领域颇有建树的老师的关于“我与近红外的故事”的文章后突有感悟，近红外技术作为一项实用的检测技术，无需堆砌华丽的辞藻和曲折动人的故事情节，只需把自己的经历和感受朴实无华的娓娓道来，其独特魅力已然跃然纸上。循此思路，我也讲讲我在近红外技术领域学习、工作与应用的经历和感受。　　和很多从事近红外领域研究的老师一样，我是从读博士开始接触近红外的。所不同的是，我是因为导师有近红外方向研究的课题才读的博士，并且很幸运一开始就从导师十多年研究的基础上起步，还算比较顺利的完成了博士课题。2000年，我的导师天津大学精仪学院徐可欣教授刚从国外作为“长江学者”引进人才回到母校，需要博士硕士与其共同开始课题的研究，而我刚好硕士毕业，作为导师回国后的第一批博士生(当时课题组只有我和李庆波2名博士)进入课题组开始工作，也算近红外研究领域的“科班”出身吧。当时的研究课题是“人体无创血糖检测”。迄今为止我仍然认为这是近红外应用领域最难的课题之一，可以说对影响近红外检测技术应用的难点该课题都有涉及，如光在人体中行进的光程不确定性，占人体大部分组成的水分、蛋白、脂肪的吸收对含量相对较低的血糖的吸收的干扰，人体结构的差异和不同个体不同部位的差异都会对检测结果的准确性产生极大的影响。另外，由于不能对检测对象(人体)做任何样品前处理，解决手段受到很大限制。所涉及到的学科除了属于物理学的近红外，数学的化学计量学，还涉及到医学等其他领域，导师把这一课题作为其终生研究的主方向，也直接影响了我直到现在仍然从事与近红外应用相关的工作。徐老师在课题研究上的两个“态度”使我印象深刻并受益匪浅。一是“开放”的态度，刚回国时，徐老师在无创血糖检测研究上已经处于世界上比较前沿的水平，但在科研领域并不墨守陈规闭门造车，就像现在很多不同领域的近红外专家一样，注重跨学科的合作，取长补短，并经常邀请国内外相关领域的专家，如OCT研究的专家来学校进行学术交流，使我们及时了解国内外最新的研究成果，开拓眼界。除了每人发一本陆婉珍院士的红宝书《现代近红外光谱分析技术》作为入门的理论基础学习资料外，徐老师还把在国外带回的十几箱研究资料提供我们学习，使我们很快跨过了入门的阶段。另外，虽然以近红外作为主要的技术手段，但并不排斥其他的可能解决方案如紫外、红外、微创、拉曼等等，这也为这些技术在课题组后来的其他检测研究上的良好应用打下了基础。他也始终坚持“技术是解决问题的手段，问题的解决才是目的”。二是“实事求是”的态度，这既是天津大学的校训，也是徐老师从事科研工作一直坚持的态度，这点从其报告中会深有体会。他经常强调“失败并不可怕也并非一无所用，至少别人会从你的失败中总结经验教训，少走弯路，但为了成功去编造结果或数据是绝对不允许的”。对我们所从事的研究都要求尽可能的有实验数据支持，并且实验过程和结果要具有复制性和可再现性，这可以说切中了近红外技术应用与推广的要点。这一思想对我影响深远，现在我和客户交流时还时不时冒出“我们用数据说话”的口头禅。为此，实验室把大部分经费都用在购买先进的实验设备和实验耗材上，先后购买了PKI公司的傅立叶变换光谱仪，BRIMROSE公司的AOTF光谱仪，布鲁克公司和尼高力公司的光谱仪。对这些仪器的实际操作与理解，对于我现在从事的近红外仪器销售与推广应用工作可以说打下了最坚实的基础。为了得到实际的无创血糖近红外检测数据，我们实验室成员大部分都做过光谱采样的血糖抽血检测(连续糖代谢变化检测)的实验，可以说为科研工作真的付出过“血”的代价。我从事的课题是光子在组织中行进路线的蒙特卡罗仿真研究，除了计算机仿真外，实验室还搭建了不同光程半径的同心光纤环采样实验光谱仪，以及营养液和牛奶的激光穿透组织的模拟实验平台，以至于其他课题组的同期同学不无羡慕的说“你读个博士可真没少花老师的钱”。下图为当时的实验装置：　　2003年博士毕业后，我就进入了瑞典波通仪器公司一直工作至今。我们公司早期生产滤光片型的近红外光谱仪，在面粉检测领域占领了80%以上的市场，但在其他领域鲜有建树。进公司的当年正好赶上公司刚刚推出了一款固定光栅二极管阵列的DA7200近红外光谱仪，其最大的卖点是“开放式”检测，即光从上向下直接照射样品，不通过任何石英介质直接照到样品上。当年只卖出了4台，习惯于在面粉这一狭窄的应用领域应用的我们并不清楚我们的销售对象在哪，也不知道如何利用好这一卖点。第二年，在逐渐熟悉了我们服务的农业领域以后，我在学校时学习的基础知识和课题研究中的经验发挥了作用：对近红外的扩展应用不应仅仅拘泥于理论，而是从整体上消除影响近红外检测准确性的因素，去适应样品的原生状态和客户的需求。而DA7200“开放式”检测设计提供了一个开放的平台。为此，我们开发了适合于液体，尤其是浑浊有沉淀或分层液体的连续流动椭圆石英样品池，采用后样冲前样的方式解决样品冲洗和交叉污染的问题，一下子在油脂和发酵行业打开了市场。针对单粒谷物漫反射信号微弱，谷物颗粒形状不规则导致静态检测时漫反射光各向异性无规律的问题，我们开发了凹面镜聚焦透反射增强信号并自旋转的微量样品检测附件，这又帮助解决了近红外在育种和农业科研领域应用的一些问题，对于象酱料、肉、蚝油等难清洗的样品，我们开发了成本极其低廉的抛弃型样品杯，对于象奶粉、面粉等因内部空气影响样品密度进而影响检测准确度的样品，我们开发了弹性压紧杯。这些改进虽然技术含量不高，但解决了影响近红外检测结果的关键因素：样品形态或样品前处理因素。瑞典总部也对波通中国公司采取开放交流的态度，这些附件很多也在其他国家得到了应用。后来，DA7200的销售量逐渐上升，我们也达到了年销售过百台，现在中国市场DA存量过700台的业绩。虽然没法和布鲁克公司那300台的一单相比，但也踏踏实实的对近红外的应用与推广做出了一定的贡献。下图是国内开发的部分检测附件：　　从事近红外仪器的应用与推广工作，不得不提到我们的客户，这也是我从事这一工作的另外一大动力源。记得刚到公司不久，我接待一个私人油脂公司的老板，我觉得这是展示我知识和能力的机会，我从横向比较讲我们仪器相对于其他如光栅、傅立叶变换等光谱仪的优势，纵向讲我们公司在粮油加工领域应用的历史和经验、业绩，为保险起见还增加了近红外原理等基础知识，以及近红外检测结果和化学值的关系，系统偏差，绝对误差，仪器重复性，误差的正态分布等等相关知识，足有1个多小时，听得我们公司经理频频点头，老板一个问题也没问，我也得意的想：这下把你老板镇住了吧。这时，一脸茫然的公司老板从包里拿出了两个棉籽样品(上图仪器左脚盘子里那样)，说：“你说了半天，我几乎一句不懂，也不关心，你测测这俩样品的水分和含油，测准了我就买，测不准就拉倒”。我只好硬着头皮忐忑的开始安装曲线，检测样品，老板也拿着一张纸条不停的瞄着屏幕，应该是在对比检测结果。至今我也不知道检测结果到底准确度如何，只是老板随后的一句话让我如释重负：“我们谈谈合同细节和价格吧”。这件事后我感触良多，对于我们的服务对象，任何理论和分光原理都不是他们关心的，或者说不是最关心的，能够直接反映仪器应用效果的“稳不稳(重复性)，准不准(准确性)”才是最重要的，如果没有后者，前面我1个多小时的介绍基本清零。最终用户能够购买，另外一个因素是我刚刚得到了一个棉籽用户的数据库和曲线，至少仪器可以直观的显示检测结果，这对很多基础的应用用户是最有说服力的。由此后我们公司制定了政策：鼓励用户收集并提供数据库，而我们也把整合后通用的数据库终身免费提供给用户使用，这也很大程度上促进了近红外的应用与推广。所以我认为近红外未来的发展一定是数据库的“共享”，也就是“我为人人，人人为我”的理念。我再举另外一个例子，约10年前我去一个黑龙江油脂用户那回访，当时厂子的董事长指着院子里的帕萨特对我说：“我原计划要换车的，现在我的奥迪A6变成了DA7200，你们可要让我用好呀”。我顿感压力很大。今年开培训班时，该董事长特别让他们厂的化验室主任对我们公司表示感谢：“近些年国产大豆油脂行业受进口大豆的冲击，我们周边的几个厂都倒闭了，我们及时转型代中储粮做玉米收购，同时改为加工生产米糠油，在此过程中近红外分析仪一直发挥着重要的关键作用，给我们带来了不知几个奥迪A6的收益。”我也很受感动，在培训班上以此为案例说明近红外模型共享给大家带来的方便和直接收益，客户都很认可。从事近红外应用工作带来的酸甜苦辣不胜枚举，但解决实际问题后得到客户肯定带来的喜悦完全抵消了过程的辛劳，相信很多近红外同仁都有同感。　　谈近红外的基础理论知识难免有班门弄斧之嫌，在此我只结合自己实际经历谈个人对近红外应用的几点感受。　　1、很多近红外的检测问题并不是分光方法和光谱仪自身的问题，同一个外壳可以装入光栅、AOTF、傅立叶变换等不同的分光系统，不同品牌的近红外仪器也可以使用同一厂家的光谱仪。单纯追求高信噪比和分辨率并不会解决本质的问题，因为检测对象和周边环境或者安装点位置(对于在线)产生的影响远远大于仪器自身的误差或热噪声，往往进样方式是否合理就已经决定了一个应用的成败。　　2、近红外的普及应用是近红外发展的源动力，近红外未来大量的使用还是在生产或贸易环节，只有把科研的成果与实际需求相结合，解决现在生产环节的问题并产生经济效益，近红外技术的发展道路才会越走越宽广。　　3、在线近红外分析仪和便携式近红外分析仪应该是未来发展的趋势。如我们有用户购买了一台实验室近红外分析仪，却购买了8台在线分析仪，其需求比例决定了在线仪器会有更大的发展空间。再如我们公司的IM8800便携式近红外谷物分析仪，因其检测结果准确，操作方便，在谷物贸易应用中很有市场，很长一段时间用户需要按交钱顺序排期等货，现在用户都直接称呼8800为“快速蛋白机”，以至于其他厂家推出类似功能仪器时直接介绍为“蛋白机”。如果在线仪器能进一步提高性价比，便携仪器能提高仪器的稳定性和准确性，前景会更光明。　　4、近红外分析技术的发展离不开化学计量学的发展，化学计量学如果解决了实验室来源不同的同类样品的数据库合并建模问题，无论使用线性还是非线性方法，并且该方法具有普适性，将对近红外数据库的真正共享起到决定性作用。　　再次感谢我的导师，近红外光谱协会的各位专家对我近红外应用工作的支持，也感谢那些与我们共同开发，数据共享的用户们！

超声波是一种频率高于20000赫兹的声波，它的方向性好，穿透能力强，易于获得较集中的声能，在水中传播距离远，可用于测距、测速、清洗、焊接、碎石、杀菌消毒等。在医学、军事、工业、农业上有很多的应用。下面我们介绍一下几种常见的应用：1、细胞破碎超声波破碎细胞有操作简单，重复性好，节省时间等优点，多用于微生物和组织细胞破碎。超声波频率高于15-20KHz，在菌悬液中形成空化效应，使细胞产生急剧震荡而导致破裂，用于提取细胞内含物，如：大肠杆菌制备酶等。2、超声波化学合成超声波的空化效应过程中，空气泡产生高达5000K的高温，大于200MPa的压力。这就成为超声波化学合成的能量来源，利用这些能量可以在一些微粒表面合成出纳米粒子。3、超声波制药1)注射用医药物质的分散——将磷酯类和胆固醇和药水的混合 物，经过超声分散，可以得到更小粒子供静脉注射使用2)草药提取——利用超声破碎植物组织，加速溶剂穿透组织， 提高中草药有效成分提取率。如金鸡纳树皮中生物碱浸出，一般方法需要5小时以上，采用超声波分散只需要半个小时就可以完成。3)制备疫苗——将细胞或病菌借助于超声分散将其灭活后，用于疫苗制作。4、超声波在化妆品领域的应用超声波对化妆品的乳化和分散效果，形成更小的乳化微粒，使化妆品更深入渗透到肌肤层中，让肌肤更好吸收，发挥更好的效力和作用。使用超声波分散，在不需要使用乳化剂的情况下就能使蜡及石蜡乳化，化妆水等油的微粒子分散，微粒直径可以在1um以下。5、超声波对酒的醇化—催陈技术新酒的口感辛辣，味道差，需要经过较长时间的储存陈化，产生一系列的物理和化学变化及缔合过程，使辛辣、刺激性变小，酒味甘绵柔和，香味增加，口味协调，即为生酒的老熟。通过使用17.5-22KHz的超声波处理5-10min，可以酒的老熟时间缩短1/3到1/2.6、超声波清洗超声波清洗是基于空化作用，即在清洗液中无数气泡快速形成并迅速内爆，由此产生的冲击将浸没在清洗液中待清洗物体表面的污物剥落下来。随着超声波频率的提高，气泡数量增加而爆破冲击力减弱，因此，高频超声波特别适用于小颗粒污垢的清洗，而不破坏其工作表面WIGGENS提供完整的超声波系列产品：超声波清洗机、超声波振荡水浴、超声脱气机、制冷型超声机、超声破碎仪、超声波专用隔音箱等。超声波清洗超声波振荡水浴超声波脱气机超声波破碎仪