串联质谱

全信息串联质谱&mdash &mdash MSE简介 贾伟 沃特世科技（上海）有限公司实验中心 未知物的（一级）母离子与（二级）碎片离子数据是对其进行质谱分析所必须的信息。除了具备DDA串联质谱采集方法外，沃特世质谱更提供了独有的全信息串联质谱（MSE）技术。那么MSE技术是如何获得串联信息，并做到信息收集的最优化与最大化呢？ 全信息串联质谱（MSE）能提供什么样的信息？ 1. 未知分析物的定性与定量在同一次分析中完成。 2. 同时获得母离子及碎片离子的高分辨、高质量精确数据。 3. MSE普遍适用于各种未知物分析，而且方法设置非常简便。 4. 充分发挥UPLC-MS液质联用的卓越性能。 什么是全信息串联质谱（MSE）？ 1. MSE是在一次液质分析中同时获得高精确的母离子及碎片离子信息的串联质谱方法。 2. MSE由&ldquo 无碰撞能&rdquo 与&ldquo 高碰撞能&rdquo 两种扫描交替构成，分别记录母离子及碎片信息。 3. MSE通过母离子与其碎片离子具有相同色谱行为的特性进行母-子离子的关联归属。 全信息串联质谱（MSE）有哪些特点？ 1. 全面：所有的离子信息都被记录，定量、定性更加准确。 2. 精准：全部母离子与碎片离子信息都是高精度、高分辨的质谱数据。 3. 简单：方法设置仅需：质量范围、采集时间、碰撞能量三个参数。 4. 灵活：碰撞能量为线性升高的方式，因此不同分析物可在其最佳碰撞能下实现碎裂。 与常规的DDA串联质谱法比较，MSE的优点是什么？ 数据依赖型串联质谱法（DDA. Data Dependent Acquisition）是通过选择特定母离子进入碰撞池，从而采集相应的碎片离子。而MSE并不选择特定母离子进行单独碎裂，而是同时采集了所有母离子的碎片离子。这样MSE就避免了由于DDA采集速率的限制而造成的信息采集不全的问题。此外，MSE这种匀速高频的数据采集模式，对每个离子都可以得到其&ldquo 完美&rdquo 色谱图，而用以精准定量。相较之下，DDA由于采集的偶然性问题，其色谱峰往往存在缺陷，而影响定量准确度。 为什么说MSE与UPLC是最佳搭档？ UPLC® 在色谱分辨率（选择性）、峰高（灵敏度）和运行时间（速度）方面都较HPLC有了质的飞越。但是UPLC短暂而修长的色谱峰也给质谱分析提出了更高的要求。一方面，MSE质谱方法巧妙地解决了DDA采集频率的限制问题；另一方面，UPLC也为MSE方法实现高准确的母子离子归属提供了坚实的基础。 MSE技术在生物制药分析、蛋白质组学、代谢物鉴定、代谢组学、脂质组学、杂质鉴定、法医毒理学、环境分析、食品检测、化学材料分析等不同的领域已经得到了广泛的应用。 参考文献 (1) Bateman, Carruthers, Hoyes, Jones, Langridge, Millar, Vissers Anovel precursor ion discovery method on a hybrid quadrupoleorthogonal acceleration time-of-flight (Q-TOF) mass spectrometer for studying protein phosphorylation, J. Am. Soc. Mass Spectrom., 2002 13, 792-803. (2) Silva, Denny, Dorschel, Gorenstein, Kass, Li, McKenna, Nold, Ric hardson, Young, Geromanos Quantitative proteomic analysis by accurate mass retention time pairs. Anal Chem. 2005 Apr 1 77(7):2187-200. (3) Blackburn K, Mbeunkui F, Mitra SK, Mentzel T, Goshe MB. Improving protein and proteome coverage through data-independent multiplexed peptide fragmentation. J. Proteome Res. 2010 Jul 2 9(7):3621-37. (4) C ha kra borty AB, Berger SJ, Gebler JC. Use of an integrated MS-multiplexed MS/MS data acquisition strategy for highcoverage peptide mapping studies. Rapid Commun. Mass Spectrom. 2007 21(5):730-44. (5) Tiller PR, Yu S, Castro-Perez J, Fillgrove KL, Baillie TA. Hight hroughput, accurate mass liquid c hromatography/tandem mass spectrometry on a quadrupole time-of-flight system as a &lsquo first-line&rsquo approach for metabolite identification studies. Rapid Commun. Mass Spectrom. 2008 Apr 22(7):1053-61. (6) Simplified approac hes to impurity identification using accurate mass UPLC/MS Waters Application Note, http://www.waters.com/webassets/cms/library/docs/720 03850en.pdf (7) T he utility of MSE for toxicological screening Waters Technology Brief, http://www.waters.com/webassets/cms/library/docs/toxicology_brief_8_2010.pdf (8) A case of pesticide poisoning: T he use of a broad-scope Tof screening approach in wildlife protection Waters Application Note, http://www.waters.com/webassets/cms/library/docs/720003470en.pdf (9) Addressing c hemical diversity and expanding analytical capabilities with APGC Waters White Paper, http://www.waters.com/webassets/cms/library/docs/72003292en.pdf (10) McEwen, McKay A combination atmospheric pressure LC/MS:GC/MS ion source: Advantages of dual AP-LC/MS:GC/MS instrumentation, J. Am. Soc. Mass Spectrom., 2007 16, 1730-1738.

十月怀胎，宝宝终于出生了，虽然孕期经过各种检查，宝爸宝妈还是会担心宝宝的健康。　　其实大可不必，现在有一种产后化验方法——遗传代谢病串联质谱筛查，可以查出大部分出生缺陷疾病。通常由护士在产后72小时采集宝宝足跟血，滴在滤纸片上，就可以筛查新生宝宝是否有48种遗传代谢病的风险，防患于未然。　　什么是遗传代谢病？　　遗传代谢病（英文为InheritedMetabolicDisorders,简称IMD）是由于基因突变引起酶缺陷、细胞膜功能异常或受体功能缺陷，从而导致机体生化代谢紊乱，中间或旁路代谢产物蓄积、终末代谢产物缺乏而引起的一系列临床症状的一组疾病。其病种繁多，单病种发病率低，但群体患病率高，总体发病率达1/500~1/3000。这部分患儿往往出生时并无症状或症状不明显，但出生后数日会出现进行性和不可逆性神经系统损害，或者体格和智能发育落后，严重者甚至出现昏迷或死亡。　　串联质谱筛查技术的先进性如何？　　我国是一个出生缺陷大国，年出生缺陷发生率在5.6%左右，每年新增出生缺陷患儿约90万例。出生缺陷不仅影响儿童的生命健康和生活质量，而且影响整个社会的人口素质和人力资源的健康存量，影响经济社会的健康可持续发展。新生儿遗传代谢病筛查作为出生缺陷三级预防已成为预防出生缺陷的一项重要措施，使部分遗传代谢病由不治之症转变为可治之症。自1990年国外专家首次将串联质谱用于新生儿筛查以来，在20多年的时间里，串联质谱已经发展成为IMD筛查中最理想的分析技术。串联质谱是一种高灵敏度、高特异性的快速分析技术，可以同时测定生物样品中多种目标代谢物,通过一次实验即可筛查出包括氨基酸、有机酸代谢紊乱、脂肪酸氧化缺陷在内的48种遗传代谢性疾病，其检测速度快，2分钟左右即可完成1个样本检测，大大扩展了筛查的疾病谱，并提高了筛查效率。

12月10-11日，国家自然科学基金委委托以清华大学张新荣教授为组长的验收专家组对复旦大学杨芃原教授承担的科学仪器专项项目“高灵敏度杂化型线形离子阱-飞行时间质谱仪”(项目批准号：20627003)进行了结题验收。自然科学基金委庄乾坤教授出席并主持了会议。该项目针对蛋白质组学研究中生物分子结构分析的需要，研制成功了一台“电喷雾—四级杆线性离子阱-飞行时间质谱”串联质谱实验装置，性能达到预期指标。 　　该装置主要的创新点是: 在单一四级杆离子传输装置的基础上实现了线性离子阱的功能, 并将线性离子阱与飞行时间质量分析器有效串联，能够同时实现MS3多级串级质谱和1万以上高分辨质谱的功能。系统部件采用了模块化设计，有利于今后成果的推广。这一装置的成功研制，标志着我国具备了研发高性能串联质谱的能力，自主创新的生物质谱仪器将越来越多的出现在我国生物医学研究的前沿领域。专家组听取了项目组的结题汇报、仪器研制报告、自测试报告，并现场观看了所研制装置的操作和部分测试。验收专家提问和质询了有关项目实施和完成的问题，对项目研究计划完成情况、取得的成果与水平，人才培养等成效进行了认真的讨论与评议。经过专家组认真讨论和无记名投票，全票通过项目验收。 　　相关研究工作已在国内核心期刊上发表论文 8 篇，申请发明专利5项。通过项目的实施，已培养博士生2人，硕士生1人，在培博士生1人。验收专家组希望课题组能进一步强化源头性创新研究，为我国质谱装置研制达到国际前沿水平做出更大贡献。