质谱碎裂预测

近日，中国科学院大连化学物理研究所生物技术研究部生物分子高效分离与表征研究组研究员张丽华团队，研制了一种基于糖苷键的质谱可碎裂型交联剂，显著地提高了交联信息的检索通量和鉴定准确度，同时具有良好的两亲性和生物兼容性，实现了活细胞内蛋白质复合物原位交联和规模化精准解析。 　　作为生命活动的执行者，蛋白质通过相互作用形成复合物等形式行使其特定的生物学功能，其中，细胞内的限域效应、拥挤效应和细胞器微环境等对于维持蛋白质复合物结构和功能至关重要。化学交联技术(Chemical cross-linking mass spectrometry，CXMS)，尤其是原位化学交联质谱技术(in-vivo CXMS)具有规模化分析蛋白复合物原位构象和相互作用界面的优势，已成为活细胞内蛋白质复合物解析的重要技术。然而，目前活细胞原位交联面临着细胞扰动大、交联肽段谱图复杂程度高等问题。因此，如何实现活细胞低扰动下的原位快速交联是蛋白质原位构象和相互作用精准解析的先决条件。 　　本工作基于糖分子的高生物兼容性和糖苷键的质谱可碎裂特征，将糖苷键引入到功能交联剂的骨架设计中，筛选并获得了高生物兼容性的海藻糖作为骨架分子，研制了质谱可碎裂型交联剂——海藻糖二琥珀酰亚胺酯(TDS)。该交联剂较目前已报道的可透膜型化学交联剂，展示了更优异的细胞活性维持能力，可在低扰动状态下实现细胞内蛋白质复合物的高效交联。在此基础上，低能量的糖苷键-高能量的肽键的质谱选择性碎裂模式，可将“工字形”的交联肽段数据分析降幂为常规交联剂片段修饰的线性肽段数据检索，降低了交联肽段谱图分析的复杂性，提高了交联肽段的鉴定效率与准确度。该团队从Hela细胞中鉴定到对应于3500对以上交联肽段的1453个蛋白质的构象以及843对蛋白质间的相互作用信息，实现了活细胞中蛋白质复合物的原位交联与规模化分析，为活细胞中蛋白质功能的调控提供了重要的技术支撑和关键的互作位点信息。 　　近年来，张丽华团队致力于原位化学交联质谱新技术研究，通过开发一系列新型多功能型化学交联剂，并系统建立深度覆盖的化学交联分析方法等，不断提升原位化学交联技术对于蛋白质复合物原位动态构象的深度捕获和精准分析能力。目前，该团队研制了多种类型的具有不同富集基团、正交反应活性基团的可透膜交联剂，并发展了相应的原位快速交联方法，低丰度交联位点的高效酶解和富集方法，以及基于化学交联距离约束的蛋白质原位构象和相互作用解析方法等，为蛋白质复合物功能状态下原位构象的规模化精准解析提供了关键技术支撑。 　　相关研究成果以A Glycosidic-Bond-Based Mass-Spectrometry-Cleavable Cross-linker Enables In vivo Cross-linking for Protein Complex Analysis为题，发表在《德国应用化学》上。研究工作得到国家重点研发计划、国家自然科学基金和中国科学院青年创新促进会等的支持。

2019年，BioArt曾解读Nature Reviews Cancer上的一篇观点文章（这篇观点文章是3月发表），讲述了染色体外DNA的（Extrachromosomal DNA，ecDNA）过去和未来（详见BioArt报道：特别推荐丨环状DNA的过去和未来），详细介绍了癌基因在ecDNA上扩增的重新发现的过程，强调ecDNA在肿瘤发病机制和加速癌症进化中的重要性。然而ecDNA的结构如何呢？同年11月21日，美国加州大学圣迭戈分校的Paul Mischel教授团队（注：Mischel正是Nature Reviews Cancer的通讯作者之一另外在2017年，Mischel团队曾发表一篇Nature文章揭示了染色体外癌基因扩增与肿瘤的关系）发表了Nature文章对ecDNA进行了详细解析，利用各种技术手段证明了ecDNA的存在形式是—环状，即ecDNA变成了eccDNA（详见BioArt报道：Nature亮点 | 吴思涵等首次解析肿瘤染色体外DNA的环状结构与功能）。功能上，eccDNA在癌症中扮演了重要的角色，尤其是原癌基因（详见BioArt报道：Nat Genet 丨ecDNA：在癌症基因组图谱上画出浓墨重彩的一笔）；来源上，eccDNA不仅来自于染色体，甚至可以整回到染色体中（详见BioArt报道：再一篇！Nat Genetics报道染色体外环状DNA新功能：驱动神经母细胞瘤基因组重排），那么，还有一个问题，eccDNA是否有序列或位置特异性，表观遗传学领域大佬哈佛医学院张毅教授于今年10月20日在Nature上给出了否定的回答，并提到eccDNA可能是基因组DNA随机断裂产生片段的环化产物（详见BioArt报道：专家点评Nature | 突破！张毅团队揭秘染色体之外环状DNA的前世今生）。再回到癌症，基因扩增对于癌症的发展“功不可没”，其扩增可以分为染色体外扩增（如双微体，double minutes，DM）和染色体内扩增（如均匀染色区，homogeneously staining regions，HSR）。除了DM和HSR，还有一种是巨型标记染色体（giant marker chromosomes）或者新染色体（neochromosomes）。这些概念也说明了癌症基因扩增中演化的复杂性。尽管扩增演化中的部分形式的机制已经相对比较明确了，比如串联重复等，但大部分还是不甚清楚。2021年11月15日，德国科隆大学儿童医院Matthias Fischer在Nature Genetics上发表了文章Chromothripsis followed by circular recombination drives oncogene amplification in human cancer，利用小儿神经母细胞瘤的全基因组测序发现一种新型扩增，并命名为“地震扩增”（seismic amplification，注：这一术语原本属于地质学或者地震相关学科），这一扩增的特点为多重重排和不连续的拷贝数，并且在38种不同类型肿瘤的发生率为9.9%（在38种不同类型肿瘤共计2756例病人中，出现例数为274，占9.9%）。机制上，地震扩增起始于染色体碎裂，产生染色体外环状DNA，之后是环状重组，由此导致原癌基因拷贝数增加、表达升高，从而促进癌症的发生。首先，研究人员检测了79例神经母细胞瘤样本的全基因组数据，对其基因扩增进行了详细分析，并将经历过14次及以上内部重排的扩增子定义为“地震扩增”。根据这一定义，神经母细胞瘤中228个扩增子中有20个属于“地震扩增”，并且影响了79例样本中的19例。其热点区域主要有两个，2p24（内部有MYCN）和12q13/12q15（内部有CDK4和MDM2）。除了神经母细胞瘤，研究人员进一步分析了TCGA上37种不同类型癌症的2677个肿瘤样本，对其“地震扩增”进行了描述。由于染色体碎裂可产生大规模的基因重组，研究人员比对了染色体碎裂和“地震扩增”的区域，发现77.6%的地震扩增子与染色体碎裂区域至少部分重合，其中34.9%是完全重合。同时研究人员排除了断裂—愈合—染色体桥循环（breakage-fusion-bridge cycles）是地震扩增起始事件的可能性。之后，研究人员对重排和扩增事件进行了分析，描述了“地震扩增”的过程模型：1）一个或多个染色体区域发生染色体碎裂；2）将随机片段整合为环状DNA；3）发生环状重组事件（这些环状重组事件与肿瘤细胞高频突变有关）；4）扩增区域或保留在双微体中、或以均匀染色区形式整合进染色体中、或形成新染色体。重要的是，“地震扩增”在肿瘤细胞中是稳定的，而非变化的。总之，该研究定义了一种复杂的基因扩增形式——“地震突变”，并描述了其扩增过程，为理解癌症基因组演化包括染色体外环状DNA提供了新的解读。原文链接：https://doi.org/10.1038/s41588-021-00951-7

仪器信息网讯，2009年11月7日，由中国质谱学会有机质谱专业委员会与中国分析测试协会联合举办的“2009年中国有机质谱年会”在北京成功召开，会议为期三天，出席会议人数达300人。仪器信息网作为特邀媒体也应邀参加。 　　此次质谱年会为与会代表准备了丰富的报告内容，内容涉及生命科学、医学、药学、环境科学、食品安全、毒物分析中的质谱应用研究以及质谱仪器研发的新技术、新进展等。仪器信息网将进行系列报道。 　　北京大学化学学院的袁谷教授以手性物质为研究对象，创新地选用质谱作为分析手段进行研究。 北京大学化学学院的袁谷教授 其主要做了以下几个方面工作：ESI质谱法鉴别环肽非对映异构体、环肽质谱碎裂机理研究、环肽识别乙肝病毒发卡型DNA研究、环肽识别HIV-1双链DNA研究。课题组利用ESI-MS测定了8个4对环肽非对映异构体特征离子的相对强度，成功区别了8个异构体，同时用MS鉴别了非对映异构体混合物并确定了相对含量，建立了鉴别环肽非对映异构体混合物的标准曲线和计算方法。 　　研究发现：MS/MS是鉴别异构体的有用方法 环肽分子对DNA具有识别功能 质谱是分析分子间相互作用力的好方法。

卡内基梅隆大学和俄罗斯圣彼得堡国立大学的研究人员提出一种算法——MolDiscovery，提高了小分子识别的效率和准确性。该算法使用分子的质谱数据来预测未知物质的「身份」，在研究早期告诉科学家他们是偶然发现了新事物，还是仅仅重新发现了已知事物，可节省发现新的天然医药产品的时间和金钱。　　该研究于6月17日以「MolDiscovery: learning mass spectrometry fragmentation of small molecules」为题发表在《自然通讯》（Nature Communications）杂志上。 MS 是一种电离化学物质并根据其质荷比（质量-电荷比）对其进行排序的分析技术。广泛应用于各个学科领域中通过制备、分离、检测气相离子来鉴定化合物。　　质谱图是小分子的指纹，可以用一组质量峰表示，但与指纹不同的是，没有庞大的数据库来匹配它们。尽管已经发现了数十万种天然分子，但科学家们无法获得他们的质谱数据。　　目前，已经出现了包含数万个小分子注释质谱的谱库，为开发基于机器学习的方法来提高计算机数据库搜索的灵敏度和特异性铺平了道路。然而，现有方法对于超小分子（1000 Da）在计算上不足。　　现在，该研究团队提出一种质谱数据库搜索方法—— MolDiscovery，通过学习概率模型来将小分子与其质谱相匹配，大大提高了小分子识别的准确性，同时使搜索效率提高了一个数量级。　　从全球天然产物社会分子网络（GNPS；http://gnps.ucsd.edu) 搜索了 800 万个串联质谱后，MolDiscovery 以 0% 的错误发现率 (FDR) 鉴定了 3185 个独特的小分子，与现有方法相比，增加了 6 倍。在具有已知基因组的 GNPS 存储库的一个子集上，MolDiscovery 正确地将 19 个已知和三个假定的生物合成基因簇与其分子产物联系起来。　　MolDiscovery 框架　　MolDiscovery 框架主要分两个过程：训练过程和评分过程。具体步骤：　　从构建代谢物图和生成碎片图开始。对于后者，MolDiscovery 使用一种新的高效算法来查找代谢物图中的桥接和 2-cuts；　　MolDiscovery 继续学习匹配碎裂图和质谱的概率模型；　　对小分子光谱对进行评分，计算 FDR。基准测试　　MolDiscovery 与其他五种最先进的方法进行了比较，数据库搜索结果显示，MolDiscovery识别效果最好，平均可以正确识别测试 GNPS 和 MoNA 数据中的 43.3% 和 64.3% 的小分子。所有测试方法的最高 K = 1、3、5 和 10 准确度。（来源：论文） MolDiscovery 也是针对 DNP 搜索 GNPS 的最快和最节省内存的方法之一。在预处理阶段，MolDiscovery 比其中一种方法快 300 倍以上。　　还根据正确分子匹配的质量范围评估了运行时间。对于质量 1000 Da 的分子光谱，相同质量范围内，MolDiscovery 平均只需 6 分钟和 24 秒。　　注释 8 倍多的光谱，识别出 6倍多的独特化合物　　从GNPS 搜索了 800 万个串联质谱，在严格的 0% FDR 水平下，MolDiscovery 注释了 8 倍多的光谱，并识别出比 Dereplicator+ （一种从MS中识别小分子的数据库搜索复制器）多6倍的独特化合物。　　MolDiscovery 搜索在 10 个线程上花费了 34 天，与单线程上的预测 329 天非常接近。值得注意的是，在搜索如此大规模的光谱数据集时，MolDiscovery 比其他方法要高效得多，只需要对分子数据库进行一次预处理，可以有效地搜索未来的光谱。　　节省新药研发时间、成本　　「科学家们浪费了大量时间来分离已知的分子。」研究团队成员 Hosein Mohimani 说。「早期检测分子是否已知，可以节省时间和数百万美元，并有望使制药公司和研究人员更好地寻找可能用于新药开发的新型天然产品。」　　Mohimani 解释说：「例如，科学家检测出一种在海洋或土壤样本中有望成为潜在药物的分子后，可能需要一年或更长时间才能识别出这种分子，而不能保证该物质是新的。MolDiscovery 使用质谱测量和预测机器学习模型快速准确地识别分子，且无需依赖质谱数据库进行匹配。」　　该团队希望 MolDiscovery 将成为实验室发现新型天然产物的有用工具。MolDiscovery 可以与 Mohimani 实验室开发的机器学习平台 NRPminer 协同工作，帮助科学家分离天然产物。

2009年5月31日至6月4日，第57届美国质谱年会（57th ASMS Conference on Mass Spectrometry and Allied Topics，简称ASMS）在美国费城Pennylvania Convention Center会议中心举办。　 　　ASMS是全球质谱届前沿学术、技术进展的全球会议，今年到会人数6000余人，其中华人有近1000人，191家厂商参展。会议第一天即5月31日，主要进行的是培训和讲座，并在5月31日下午举办了开幕式。 　　从6月1日到6月4日开始，每天有不同主题的、7个分会场的报告和Workshop；每天有长达4小时的墙报（poster）交流时间，时间从10:30 ~ 14:30，墙报的作者必须在海报前回答问题和交流。 　　除了海报交流时间很长以外，在促进交流方面，ASMS还有显著的特色：在展台上，每个展商的展台都同样大小，两排展台之间有宽阔的休息区，交流者不用“走太多的路”，便可以找到自己感兴趣的厂商并交流讨论。进一步感兴趣的，可以参加每天晚上厂商举办的Hospitality Suites，2009年的ASMS有18家厂商集中在Marriott酒店的不同展厅举办Hospitality Suites，专家学者可以在该时间段内，到各个厂商的招待展厅里，体验各厂商推出的新产品和新技术，每个展厅都设有酒水和自助。常常可以看到大家端着啤酒或红酒，边喝边聊，交流气氛非常热烈。每年的ASMS都会颁发几个重要的奖项，今年的获奖情况是： 　　一、质谱杰出贡献奖（Award for a Distinguished Contribution in Mass Spectrometry） 　　该奖项用于奖励在质谱领域杰出的贡献，评出在基础或应用质谱领域里或贡献于该领域的、焦点的、独一无二的成果，而不是奖励那些长期的成果。获奖者需在基础理论和/或质谱实践中已经取得显著的成果。获奖者并不限制于ASMS会员，会在ASMS年会会议上获得10,000美元现金奖励和奖牌，提名将延续3年。 　　2009年质谱杰出贡献奖的获奖者有两位：Simon J. Gaskell和Vicki H.Wysocki，他们自1992年开始，发表了一系列关于“活动的质子模型”（Mobile Proton Model）的文章著述。该模型统一了真实世界中多种多样的碰撞诱导的肽碎裂现象，被广泛地用于多肽测序和蛋白质推断。该模型建立在基础的热动力学理论和大量实验基础上，已经成为理解多肽碎裂谱图的被广泛认可的模型。该模型提供了非常确定的关于碎裂的预测，并使谱图可被解析和模拟。目前该模型还成为以下两方面的基础：在数据库搜索算法中提高完善性；帮助多肽质谱研究领域的研究者建立更先进的碎裂模型。 　　Gaskell教授是曼彻斯特（Manchester）大学Michael Barber质谱中心的主任和大学主管研究的副校长。 　　Vicki Wysocki是亚利桑那（Arizona）大学化学系、生物化学和分子生物学、以及BIO5合作研究所的教授。 　　二、Biemann奖章（Biemann Medal ） 　　该奖章授予个人，在其学术生涯的早期应在基础和应用质谱领域获得显著成就，提名者应该在被提名的15年之内获得了博士学位。该奖项为纪念 Klaus Biemann教授，他在Massachusetts马萨诸塞州技术研究所40年期间培训了大量的学生和博士后。Biemann教授的学生、博士后联合组织和其朋友共同捐赠设立了Biemann奖章。获奖者不限于ASMS会员。ASMS年度会议上颁发奖项，提名者获得5,000元现金奖励，每年提名者将更新。 　　2009年的获得者是Neil L. Keller教授，他主要贡献于自上而下的蛋白质组学技术（Top-Down proteomics），该技术已成为ASMS成员中家喻户晓的词汇。Neil L. Keller教授从他毕业后就开始top-down的研究并在后来推动了该技术的发展。和从下到上（bottom-up）的蛋白质组学从蛋白质碎片开始研究不同，Top-Down蛋白质组学通过分离和碎裂气相中的完整的蛋白，保留了蛋白异构体和翻译后修饰相互作用的信息。 Keller教授开发了top-down的分析软件ProSight PTM，提供了top-down中需要的电荷、同位素去卷积功能，并已被全世界超过450个实验室广泛使用。 Keller教授用其top-down分析技术分析了大量的重要的生物体系，比如人类染色质的蛋白组分分析，并测定了细胞循环中组蛋白Histone H4的翻译后修饰动力学。他的实验室是拓展串联质谱来分析高质量离子应用的主要驱动力，已发表了超过130篇期刊文章，并已获得了诸多奖项。 　　Neil Kelleher是伊利诺斯（Illinois）大学（Urbana-Champaign）化学系的教授。 　　三、研究奖（Research Awards） 　　该奖项于1986年Robert Finnigan设立，奖励在质谱领域的年轻的研究者，奖励25,000美元现金，2009年的奖金由Thermo Scientific和Waters Corp.公司提供。Thermo Scientific资助的获奖者是普渡大学的Ouyang Zheng，Waters Corp.资助的获奖者是普林斯顿大学的Benjamin A. Carcia。　　 　　Ouyang Zheng现为美国普渡大学（Purdue University）电子与计算机工程系和生物医疗工程系的助理教授。郑欧阳1993年和1995年毕业于中国清华大学自动化系并获得其学士和硕士学位。1997年从美国西弗吉尼亚大学（West Virginia University）物理化学硕士学位；2002年从美国普渡大学获得其分析化学的博士学位。目前的研究方向为：质谱小型化；在荷质比基础上制备分离生物分子；离子轨道模拟和数据处理。 　　四、其它在ASMS上颁发的奖项　 　　除了上述ASMS奖项，JASMS期刊（Journal of the American Society for Mass Spectrometry，美国质谱协会杂志）还在该会上颁发Ron Hites奖。该奖项授予做出卓越的原创性研究的高质量的报告。ASMS评选该奖项的原则是“创新方面、科技质量、可能带来的研究方向、实际应用的影响以及文章的编排质量”。该奖项是为了纪念印第安纳大学Ronald A. Hites教授而命名的，Ronald A. Hites教授于1988年创立JASMS期刊，该期刊覆盖质谱界的所有研究领域包括化学、物理、地质学、环境、生物以及生命科学。来自利兹大学的Alison Ashcroft教授荣获JASMS Ron Hites Prize（杰出期刊研究奖）。Ashcroft教授的论文题目是“应用电喷雾离子迁移谱技术研究蛋白质折叠的结构变化现象”（Monitoring Copopulated Conformational States During Protein Folding Events Using Electrospray Ionization-Ion Mobility Spectrometry-Mass Spectrometry，JASMS 2007，18，2180-2190），Alison Ashcroft教授是利兹大学结构分子生物学Astbury中心的质谱室主任。 华人质谱学会聚会 　　本届ASMS，主要来自于美国的华人已接近1000人，6月2日晚上，华人质谱学会（CASMS）在费城China Town举行了200余人的联谊会，并进行了理事会换届，到场的华人色谱学会和Agilent公司、AB公司、Thermo Scientific公司、Waters公司、Bruker Donltoncs公司、天瑞仪器公司等公司代表向参会代表表达祝贺外，天瑞仪器的董事长刘召贵博士还向广大华人质谱界学者发出了邀请，表示天瑞仪器将投入研发制造质谱，欢迎国外质谱界专家回国合作。 天瑞董事长刘召贵博士与化学诺贝尔得主Dr.John B.Fenn亲切合影

大家好，本周为大家分享一篇2024年发表在Analytical Chemistry上的文章，Panda-UV Unlocks Deeper Protein Characterization with Internal Fragments in Ultraviolet Photodissociation Mass Spectrometry1。该文章的通讯作者是来自北京蛋白质组学研究中心的常乘研究员以及中国科学院大连化学物理研究所的王方军教授。　　在过去的十年里，UVPD (193nm)因其出色的碎裂效率而备受关注。它能够产生a/x, b/y, c/z等多种类型离子，并能够对小于30 kDa的蛋白质提供近乎完整的序列裂解。它是完整蛋白表征的有利工具，能够提供序列、PTM、次级结构等丰富信息。常规的UVPD分析主要依赖于识别N-端或C-端碎片(a/x, b/y, c/z)，尽管已经满足大部分的小分子蛋白质(　　图2. Panda-UV工作流程　　通过在三种模型蛋白质上进行全面基准测试，展示了Panda-UV强大性能(图3)。内部片段的加入使得识别的片段数量提高了26%，并将平均蛋白质序列覆盖率提高到了93%，解锁了模型蛋白质中最大蛋白碳酸酐酶II的隐藏区域。此外，平均65%的内部片段可以在多次重复实验中被识别，展示了Panda-UV识别片段的高置信度。与现有的内部片段匹配软件ClipsMS进行对比，Panda-UV通过对代码框架的优化，搜索模型蛋白的一个质谱数据不超过9分钟，比ClipsMS快50倍。最后，在分析单克隆抗体时，Panda-UV将识别的片段数量翻倍，mAb亚基的序列覆盖率可以提高到86%，并且CDR几乎完全测序，显著提高了mAb的识别准确性(图4)。　　图3. A) B)Panda-UV与C) D)Clips MS解析CA、Mb、Ub三种蛋白的UVPD数据对比　　图4. Panda-UV在mAb UVPD数据分析中的应用　　总的来说，Panda-UV赋予研究人员解锁UVPD数据中内部片段的能力。尽管Panda-UV是专门为UVPD设计开发的，但是用一般解离方法(例如：HCD、ETD)得到的质谱图也是兼容的。Panda-UV揭露了完整蛋白质表征的隐藏深度，为蛋白质组学top-down深度分析提供了帮助。　　撰稿：刘蕊洁编辑：李惠琳文章引用：Panda-UV Unlocks Deeper Protein Characterizationwith Internal Fragments in Ultraviolet Photodissociation Mass Spectrometry　　参考文献　　1. Zhu Y, Liu Z, Liu J, et al. Panda-UV Unlocks Deeper Protein Characterization with Internal Fragments in Ultraviolet Photodissociation Mass Spectrometry. Anal Chem. 2024 96(21): 8474-8483.

阿尔兹海默症（Alzheimer’s diseases，AD）是最常见的一种神经退行性疾病，临床表现为渐进性记忆损伤，认知功能障碍，语言障碍等精神症状。我国现有1000多万AD患者，是世界上患者数量最多的国家。且随着人口老龄化，这个数字还在急剧增加，据预测到2050年中国AD患病人数将超过4000万，给我国社会经济以及患者家庭带来极大负担。阿尔兹海默症主要特点为病人脑组织中β淀粉样蛋白（Aβ）的异常产生和累积。Aβ形成的前体蛋白APP（amyloid protein precursor）是一种高度糖基化修饰的糖蛋白。蛋白质糖基化是一类重要的蛋白质翻译后修饰，参与蛋白稳定表达，蛋白加工剪切，细胞间的靶向识别及相互作用等生理过程。越来越多的研究表明糖基化对APP的加工及Aβ的产生具有关键的调控作用，精准判定APP糖基化修饰信息，对深入理解app蛋白在AD疾病发生中的作用和疾病早期诊断方法开发上具有重要意义。 近日，上海交通大学系统生物医学研究院张延课题组与严威课题组联合开发了一种基于质谱多碎裂方式组合靶向完整O-糖肽的质谱解析方法（Targeted MS combined Multi-fragment strategy，TMMF）。 该方法精准描绘出APP蛋白的O-糖基化修饰位点和糖链结构。为从蛋白质糖基化修饰水平理解app的分子功能与AD的发病机制，发现AD治疗靶点以及开发AD早期诊断策略提供了新的思路。该成果以“Comprehensive analysis of O-glycosylation of amyloid precursor protein (app) using targeted and multi-fragmentation MS strategy”为标题发表在国际著名生物化学与生物物理学期刊（BBA-General Subjects）上。(生物谷Bioon.com）

在翻译后修饰和/或极碱肽的序列分析方面，电子转移裂解（ ETD ）线性离子阱质谱是很有优势的工具。传统的诱导活化裂解（CAD）常用来鉴定蛋白，并试图确定和找到他们修饰的位点，但这种技术有其本身固有的缺点，下面将详细叙述。与线性离子阱的结合使用的ETD是蛋白质组学研究的一个可靠的技术，可以很容易鉴定用CAD不能鉴定的多肽。ETD 是一个相对较新的肽/蛋白质碎裂的技术，能够大大推进质谱鉴定蛋白质这个领域的进步。 翻译后修饰 翻译后修饰（PTM）是翻译后的蛋白质进行的一种化学修饰，是蛋白质生物合成的后续步骤之一。蛋白的分析及其翻译后修饰的分析对于研究许多疾病是非常重要的，如癌症、糖尿病、心血管疾病和神经退行性疾病---阿尔茨海默病。这是因为在蛋白质的合成的过程中以及合成之后，可能发生各种蛋白修饰。对于正常细胞的功能，这些修饰是必须的，但调节这些修饰的变化可能会导致疾病的发生，如阿尔茨海默病，癌症和勃起功能障碍。蛋白质修饰可提高/降低蛋白质的活性，可以与其他蛋白质发生相互作用和将某一蛋白质定位到细胞的特定地方。 翻译后修饰，如磷酸化，乙酰化和甲基化被用作化学开关，激活/灭活组蛋白基因转录调控， DNA复制和DNA损伤修复。组蛋白是染色质的主要蛋白，DNA盘绕时，它们起到线轴的作用，而且在基因调控中发挥重要作用。因此，鉴定这种翻译后修饰是必需的，因为它在生物系统中对于某些蛋白的功能和作用至关重要。 用CAD鉴定蛋白 质谱在确定蛋白及其翻译后修饰上发挥了不可或缺的作用。CAD是一种常见的分析鉴定蛋白质的技术。一般用胰蛋白酶将蛋白质消化成较小的多肽，然后用反相色谱将其分离，并直接注入电喷雾质谱仪检测，通过串联质谱（ MS / MS法）获得序列信息。通过电喷雾电离这些多肽形成几种带电状态的肽离子，而较低带电状态的最适合CAD分析。低能量的CAD串联质谱一直是最常用的分析方法，通过裂解肽离子进行后续的序列分析。 翻译后修饰分析，如磷酸化，磺酸化和糖基化很难用CAD进行分析，因为这些修饰通常是不稳定且容易丢失肽骨架的碎裂信息，从而导致很少或几乎不能得到肽序列和磷酸化位点。利用常规的CAD质谱对于含多个碱性残基多肽测序也是极为困难。 根据不同的蛋白质序列，有时胰蛋白酶会产生过小或过大的肽段。在这种情况下，缺乏可信的序列分析手段。因此CAD对短的，低带电的多肽是最有效的。对于鉴定蛋白和了解蛋白的生物学功能，这是一种广泛使用的方法，然而，限制了研究者分析了所有的肽段，这也阻止多个翻译后修饰位点的检测和了解这些蛋白的生物学功能。 先进的碎裂方式：ETD ETD是基于离子/离子气相化学一种碎裂多肽的新方法。ETD通过从阴离子自由基到质子肽转移电子的化学能量将肽碎裂，这引起多肽骨干的分裂。 ETD产生的骨干肽序列和肽侧链的信息往往与CAD互补。 ETD已成功应用与线性离子阱以及其前身三维离子阱。虽然ETD在三维阱的执行价格具有竞争力且和CAD自身相比提供了独特好处 ，这样的组合并没有提供蛋白质组学分析所需的技术能力。非线性离子阱的ETD，它一直未能很好控制裂解过程，而且由于三维阱离子存储能力的有限不能处理大量的多肽。基于此，研究人员已经提出ETD功能应用于线性离子阱（Thermo Scientific LTQ XL mass spectrometer质谱仪） 。 相对于传统的CAD技术， ETD提供了更稳定的方法来定性PTMs，鉴定大型多肽或甚至整个蛋白质。 ETD能够将普通翻译后修饰的多肽，或者多个碱性残基的多肽甚至整个蛋白质生成离子。 ETD也可以轻易碎裂含有二硫键的的多肽。 ETD是为更复杂的FT-ICR仪器开发相似的裂解技术。使用电子转移试剂，而不是影响肽碎裂的自由电子使ETD在广泛使用的射频四极离子阱中得到应用。射频离子阱质谱仪具有低成本，低维护费用以及更易接受优点，相对于CAD碎裂方法，ETD碎裂技术能够产生更多的产物离子，利于肽段的解读。 ETD的线性离子阱提供了强有力的工具鉴定蛋白及其翻译后修饰 。LTQ XL线性离子阱质谱仪比其他任何离子阱提供更多的结构信息，ETD能够得到常规方法无法得到的序列信息。相比非线性离子阱，ETD的线性离子阱的显著特征在于离子和离子发生反应。虽然ETD功能是完全自动的且通常无需用户干预，但是当需要对离子数进行累积的时候，用户可通过软件完全控制线性离子阱的离子。线性离子阱质谱仪有能力处理大量的样品，并分析低浓度的大分子和小分子。与非线性离子阱的相比，该过程更为复杂和费时 应用实例 在最近的应用中，极碱的多肽和大量重要的翻译后修饰已经用含CAD和ETD线性离子阱质谱分析了。通常CAD碎裂方式产生的普通只显示有限的肽碎裂信息。然而，用ETD碎裂这些多肽的时候， 肽骨架碎裂信息能完全或几乎完全产生，因此得到更广泛的多肽序列的信息。 ETD的灵敏度和稳定性对于蛋白质组学分析是必不可少的。 ETD提供了高度可靠的解决方案，此方案具有用户友好性，几乎不需要日常维护，并提供高度准确的数据，而且ETD的数据分析有相应的软件支持，非常方便简单。 结论： 在蛋白质组学研究领域，ETD的应用对于研究疾病的机理，如癌症，药物开发研究以及细胞功能和信号转导有重大意义，ETD将扩大目前的分析，包括更多的碱性、非胰酶切肽段和蛋白质。它们能确定各种翻译后修饰以及鉴定新的蛋白亚型。 配备ETD的线性离子阱质谱可应用于蛋白质组学各个领域内。ETD的线性离子阱将继续推动蛋白质组学的发展，而且已被证明是替代CAD一种有效技术，而且ETD同样可以应用于非线性离子阱进行肽序列分析。在不久的将来，配备ETD的线性离子阱预计将成为碎裂技术的一种新选择。 参考文献 Leann M. Mikesh et al, The utility of ETD mass spectrometry in proteomic analysis, Biochemica et Biophysica Acta (2006), doi:10.1016/j.bbapap.2006.10.003 关于 Thermo Fisher Scientific （赛默飞世尔科技，原热电公司） Thermo Fisher Scientific纽约证交所代码：TMO）是全球科学服务领域的领导者，致力于帮助客户使世界更健康、更清洁、更安全。公司年销售额超过100亿美元，拥有员工约30000人，在全球范围内服务超过350000家客户。主要客户类型包括：医药和生物公司，医院和临床诊断实验室，大学、科研院所和政府机构，以及环境与工业过程控制装备制造商等。公司借助于ThermoScientific和FisherScientific这两个主要的品牌，帮助客户解决在分析化学领域从常规的测试到复杂的研发项目中所遇到的各种挑战。ThermoScientific能够为客户提供一整套包括高端分析仪器、实验室装备、软件、服务、耗材和试剂在内的实验室综合解决方案。FisherScientific为卫生保健，科学研究，以及安全和教育领域的客户提供一系列的实验室装备、化学药品以及其他用品和服务。赛默飞世尔科技将努力为客户提供最为便捷的采购方案，为科研的飞速发展不断地改进工艺技术，提升客户价值，帮助股东提高收益，

2022/9/24 山东站如今，组学研究已经无处不在，成为了生命科学研究各个层面的有力工具。基于质谱的蛋白质组学、代谢组学技术，将在某种程度上突破其他学科所提供的信息效用，重新定义生命科学过程所需的参考标准。2022年9月24日，山东质谱多组学应用论坛在济南山东省公共卫生临床中心顺利召开。此次会议由赛默飞世尔科技和山东省公共卫生临床中心共同举办。本次会议特别邀请到了加拿大皇家学院院士萧锦荣教授、中国科学技术大学黄光明教授、山东第一医科大学医学人工智能与大数据学院孙亮教授、复旦大学陆豪杰教授、同济大学化学科学与工程学院田志新教授、山东第一医科大学医学人工智能与大数据学院于长斌教授就质谱技术在精准医学、糖蛋白组学、代谢组学、多组学、AI大数据等相关领域的最新研究成果和应用经验展开深入的分享和交流。△现场会议盛况我们有幸邀请到了山东省公共卫生临床中心的张忠法主任为大会致词，张主任表示希望通过此次质谱多组学应用论坛的举办，能够为山东的质谱工作者搭建一个质谱前沿应用交流平台，进一步推进山东质谱高端应用技术与国内国际前沿接轨。△山东省公共卫生临床中心张忠法主任致辞大会精彩内容分享（以讲座顺序排序） 萧锦荣 院士 加拿大皇家学院分享主题：《口腔肿瘤生物标志物的发现、鉴定及其应用于口腔癌前生长物或斑块病变的预测》萧院士首先介绍了目前口腔癌现状，对于口腔癌大众重视程度低，但是强调手术对人体形象伤害的严重性，而蛋白质组学作为分子层面分析方法利器，能够在前期提供精准诊断标志物发现的功能，从而能够更快地确定口腔癌人群，从而达到早诊断早干预的效果。萧院士实验室开发了基于病理组织的蛋白质组学分析方法，发现相关标志物，为早期诊断口腔癌分型提供可能。黄光明 教授 中国科学技术大学分享主题：《基于原位质谱分析的单细胞代谢组学技术》针对单细胞代谢组学研究在拓展应用上拥有非常高的生物价值，在活细胞水平能够给到更有效的信息。而黄老师实验室发展感应电喷雾技术、发现局部微电泳分离效用、利用点击反应，扩展活体细胞代谢物分析范围等方法，针对单细胞代谢调控，蛋白质检测等应用，方法在速度上做了非常大的提升，从分钟级别到毫秒级别，同时保持高水平的灵敏度水平，有望在单细胞层次上去研究神经生物学、代谢组学、毒理学等生命科学的重大问题，具有非常重要的应用前景。孙亮 教授 山东第一医科大学分享主题：《基于健康医疗大数据的科学研究》山东第一医科大学医学人工智能与大数据学院孙亮教授分享了医疗健康大数据发展，强调目前国家战略上重视大数据应用挑战，如何能够应用好国家已有的有效数据库，从而带动医疗健康产业化发展。孙教授实验室面对数据来源广，种类多，格式多样化，通过制定标准，剖析多组学数据联系，来找到并证实有生物意义靶向分子。范超 赛默飞世尔科技分享主题：《点石成金，笃定泰山——赛默飞助力打造前沿组学平台》赛默飞世尔科技科学研究市场高级市场经理范超通过基因组学全球发展来畅想“后基因组学”下一个万亿市场，而赛默飞为客户提供组学“全尖准稳”的金标准解决方案，用不断创新的精神和更全面的服务，真正为以组学为基础的转化医学领域带来助力和突破。陆豪杰 教授 复旦大学分享主题：《基于质谱的蛋白质糖基化高通量高特异分析》从蛋白组糖基化修饰的复杂多样性赋予蛋白功能的多样性的重要性开始展开。陆老师展示了衍生化、电泳等不同的方法对于唾液酸糖链的异构体进行了准确的定性定量分析，方法整体的稳定性和重现性也得到了实际样品的验证和测试。陆老师随后分享了化学衍生的方法获得了糖肽的电荷数的提升进而提升灵敏度的新方法，与IgG为例，衍生化有效提升了电荷状态并提升了ETD的碎裂效率从而能区分糖链的链接方法也应用到了实际样品的检测。田志新 教授 同济大学分享主题：《基于轨道阱质谱的结构特异糖蛋白质组学及生物医药应用》同济大学化学科学与工程学院田教授介绍了糖蛋白的背景知识尤其是平时常见的PD-L1和IgG等的糖链结构并且详细给大家介绍了糖组学相关的研究难点。基于Orbitrap的强大功能，田教授展示了对于多种糖蛋白的精细结构通过高质量的一级和二级高分辨数据进行区分并展示了在不同的癌症等体系中涉及到糖蛋白结构的精准解析应用实例。于长斌 教授 山东第一医科大学分享主题：《基于web的代谢组学一站式数据分析平台》山东第一医科大学医学人工智能与大数据学院于教授针对目前代谢组学在临床队列等大规模应用时存在的问题发展了一站式数据分析平台，从能够支持多规格多品牌多型号的injection系统到数据存储格式转换平台AirdPro以及代谢组学分析平台MetaPro全方位的分析平台和创新性的质谱数据定量分析的新算法3D MSNET。徐牛生 博士 赛默飞世尔科技分享主题：《赛默飞全新产品和方案赋能组学研究》赛默飞世尔科技LSMS高级应用经理徐博士介绍了2022年最新发布的组学相关产品的应用优势。其中，全新Orbitrap Ascend 三合一质谱仪具有非凡的灵敏度和多功能性，拓展了组学研究极限。专家圆桌论坛最后，几位专家学者就组学未来的发展趋势和研究方向以及目前全球大流行的新冠肺炎上面的研究或应用做了更进一步地探讨和交流。如需合作转载本文，请文末留言。

大家好，本周为大家分享一篇李惠琳课题组最近发表在Mass Spectrometry Reviews上的综述，Native top‐down mass spectrometry for higher‐order structural characterization of proteins and complexes1。结构生物学的快速发展极大地促进了蛋白结构表征工具的开发。其中，基于质谱的分析方法凭借其快速、灵敏、高通量的优势从中脱颖而出。相比于原子水平的高分辨结构表征工具如X-射线晶体学、核磁共振（NMR）、冷冻电镜（Cryo-EM）等，基于质谱的分析方法能够有效地补充蛋白动力学结构变化的信息，并且不受蛋白纯度、分子量大小的限制。而相较于低分辨的蛋白表征工具如圆二色光谱、动态光散射等，基于质谱的分析方法能够提供更高的肽段或残基水平分辨率，获取额外的序列、翻译后修饰（post‐translational modifications, PTMs）、局部空间结构等信息。常见的结构质谱包括：氢氘交换质谱（hydrogen‐deuterium exchange MS, HDX-MS）、交联质谱（cross‐linking MS, CX-MS）、表面标记质谱（covalent labeling MS, CL-MS）等。已有相当多的文献对这些方法进行了详细的介绍2,3，在此不再赘述。而此篇综述将重点介绍非变性至上而下质谱（native top‐down MS, nTDMS）在蛋白及其复合物结构表征中的应用。在过去的十年，非变性质谱（native MS, nMS）特别是nTDMS发展迅速。nMS作为一个桥梁将蛋白质组学与结构生物学相连，其保留非共价相互作用的特性使其广泛用于蛋白复合物四级结构表征，如推断亚基组成、化学计量比、亚基排布等。然而，对于一些深层次的结构信息，如氨基酸序列、PTMs、配体结合位点、亚基结合界面等，仅靠单一的nMS是无法获取的。与之对应的，变性条件下的自上而下质谱（TDMS）能够在完整蛋白水平下直接获得序列以及PTMs信息，虽然有助于PTM的准确定位以及蛋白、蛋白异质体（Proteoform）的鉴别，但却丢失了涉及非共价相互作用的高级结构信息。受限于质谱仪器的发展，在早期，nMS与TDMS通常在两个独立的实验中进行，随着质量分析器以及多种活化/碎裂方式的开发，nMS与TDMS的能够有效的结合，充分发挥各自的优势，在实现多层次结构信息获取的同时，也在不断挑战更加复杂的生物体系，如核糖体、膜蛋白、内源蛋白混合物等。实验设计nTDMS已成为表征蛋白质和复合物的初级到高级结构的重要工具。随着蛋白质样品的大小和复杂性的增加，用于nTDMS的仪器不仅需要符合某些特定标准，还需要不断提高其性能以满足这些增加的需求。nTDMS分析中几个关键的步骤包括：样品前处理、ESI离子化、二级碎裂、质量检测以及数据处理。样品前处理为了维持蛋白的自然状态，通常需要在生理环境中进行nMS分析。然而，缓冲液中的非挥发性盐会产生大量盐簇并与蛋白离子形成非特异性加合物，从而抑制离子信号、降低检测的准确度和灵敏度。因此，样品前处理过程中最重要的环节就是除盐。然而适当的离子强度有助于维持蛋白的三维结构，所以通常的步骤是对蛋白进行缓冲液置换，将蛋白置换至醋酸铵或碳酸氢铵等挥发性盐溶液中。目前已开发了多种在线或离线的除盐方法，详细内容的可在综述原文中查看，此处不再赘述。除了使用非挥发性缓冲盐，减小ESI喷针孔径大小也可以提高系统耐盐能力。碎裂/活化方式二级碎裂方式是实现nMS到nTDMS的关键。常见的活化方式按照原理可分为三类：基于碰撞（CID, SID）、基于电子（ECD, ETD, EID等）以及基于光子（UVPD, IRMPD）的活化/碎裂方式。值得注意的是，CID与IRMPD都属于慢加热的活化方式，能量累积的非常慢，以至于在发生碎裂之前已经进行了能量重排，一些较弱的或者不稳定的键会优先发生断裂，最终导致非共价相互作用在活化的过程中被破坏。而SID、ExD与UVPD则属于快加热的活化方式，碎裂发生在能量重排之前，非共价相互作用得以在这一过程保留下来，碎片化程度受到非共价相互作用的限制，因此可被用于表征蛋白的空间结构。此外，将多种活化方式的结合或与离子淌度技术串联也是获取多层次结构信息的关键。质量检测与变性条件下的质谱分析相比，蛋白复合物在天然环境下通过电喷雾电离产生的电荷数相对较少，因此需要具有较大m/z 范围的质量分析仪（高达m/z = 20,000 Da甚至更高）。最初，nMS分析高度依赖基于飞行时间（time of fight, TOF）质量分析器，因为TOF具有理论上无限的m/z范围。近年来，高分辨质量分析器如轨道阱（Orbitrap）和傅里叶变换离子回旋共振（FTICR）为生物大分子的nTDMS分析带来了新的活力。在综述中，我们简要介绍了每种质量分析器的最新进展，并重点强调了FTICR和Orbitrap在nTDMS分析中的发展和应用。数据处理除了基本的硬件设施，配套的数据处理软件也十分重要。nTDMS数据处理流程通常包括以下4个步骤：同位素峰选取、去卷积、数据库搜索、验证和可视化。正文中，我们对每个步骤进行了简要描述，并重点介绍用于数据库搜索和异质体鉴别的软件。多层次结构信息的获取得益于多种活化/碎裂方式的开发，nTDMS分析可同时获得多层次的结构信息（图1）。主要有以下两种策略：第一种策略，完整蛋白复物（MS1）首先被CID或SID碎裂至亚基（MS2），亚基可进一步碎裂肽段（MS3），在MS1及MS2中可获蛋白复合物结合计量比、拓扑结构、蛋白异质性等信息，在MS3阶段则可获取蛋白序列、PTMs定位以及异质性来源等信息。第二种策略则是完整蛋白复合物（MS1）直接被UVPD或ExD碎裂成肽段（MS2），受益于UVPD以及ExD独特的碎裂方式，发生碎裂的区域主要位于蛋白复合物的表面可及区，而未发生碎裂的区域可能位于蛋白复合物的核心区域或参与亚基相互作用界面。不同的碎裂情况反映不同的空间结构，带有配体的肽段碎片可以用于配体结合位点的定位。综述中，我们详细阐述了如何利用nTDMS获得蛋白复合物的多层次结构信息以及如何将碎片信息与结构信息相关联。图1. nTDMS可提供的多维度结构信息复杂生物体系中的应用蛋白质的空间结构决定了其生物功能，而蛋白质-蛋白质/配体相互作用是大多数生物进程的基础。通过突变、翻译后修饰、或者与金属、小分子配体、蛋白质、DNA、RNA等分子发生共价或非共价的相互作用，蛋白质功能在活细胞中不断受到调节。随着MS仪器、方法的不断开发和数据处理软件的逐渐成熟，nTDMS已被广泛应用于各种生物系统，从小蛋白质、蛋白质-配体复合物到大分子组装体，如膜蛋白、蛋白酶体、核糖体、病毒衣壳，甚至是内源性蛋白混合物。它们中的许多都是极具挑战性的体系，即便是采用NMR、X-射线晶体学或Cryo-EM等生物物理方法分析也是非常困难的。因此，来自nTDMS的见解对于理解这些蛋白质和复合物至关重要。在这里，我们总结nTDMS在所有生物体系中的应用实例，旨在全面了解nTDMS在解决生物学问题方面的潜力。小蛋白的结构表征和区分最初，nTDMS主要用于50 kDa以下单体蛋白的结构表征，大部分的研究都是围绕蛋白质气相结构与溶液相结构对比展开的。根据nTDMS的碎裂情况，推断蛋白的气相空间结构，并与NRM获得的溶液结构进行对比。此外，如果在二级碎裂前增加离子预活化有助于蛋白分子的展开，以便研究蛋白气相展开路径以及获取蛋白质内部空间结构信息。得益于碎片离子对蛋白空间结构的高度敏感性，nTDMS还被用于区分不同蛋白亚型、蛋白突变体的结构差异。蛋白-小分子配体相互作用随后，nTDMS应用到了蛋白-配体复合物中，不同的配体类型适合不同的活化/碎裂方式，除了金属离子、RNA/DNA等以静电作用为主的蛋白配体能够在CID活化时存活，大部分复合物的碎裂都需要选择ECD或UVPD等方式。nTDMS可用于蛋白-配体结合计量比、亲和力、结合位点、作用机制、结构动力学/变构效应的研究。它是一种强大的结构表征工具，其在抑制剂筛选、酶催化监控、RNA-蛋白质互作机制的应用实例在正文中已有详细的介绍。蛋白-蛋白相互作用随着仪器设备的快速发展，nTDMS已应用到更大的体系如蛋白-蛋白复合物，通过组合不同的活化/碎片化技术，在一次实验中可以获得多层次的结构信息。nTDMS可以帮助区分不同的蛋白异质体，并在完整复合物、亚基、肽段三个水平上确定异质性的来源。蛋白的异质性与其生物学功能密切相关，通过调整蛋白的异质性可以实现蛋白功能的转变，具体的应用案例已在正文详细介绍。除此之外，nTDMS还可以用作蛋白-蛋白复合物结合界面、气相展开以及深层次结构探索。治疗性抗体和抗原-抗体复合物在过去的几十年中，治疗性抗体已成为最受欢迎的候选药物之一，它们的高特异性和低副作用促进了治疗性抗体的快速增长。在综述中，我们还详细地介绍了nTDMS在治疗性抗体和抗原-抗体复合物体系中的应用。nTDMS可用于抗体可变区的测序、具有不同药物计量比（DARs）的抗体耦联药物的结构表征、以及抗体-抗原复合物中互补决定区及抗原表位区的鉴别。膜蛋白无论是对于传统的结构表征工具如：X-射线晶体学、NMR还是nTDMS，膜蛋白的结构表征一直以来面临着诸多困难。膜蛋白具有低丰度以及低溶解性等特点，最常见的方法是利用与nMS兼容的膜模拟物如：去污剂胶束、纳米微盘等去溶解膜蛋白，在nTDMS分析时再将膜蛋白从胶束中释放出来，释放出的蛋白可在nTDMS中进一步碎裂获取结构信息。具体的实验流程和应用实例可在综述正文中查看。大分子组装体正文中，还介绍nTDMS在极具挑战性的大分子组装体如：核糖体、蛋白酶体、病毒衣壳中的应用实例，这些生物体系普遍存在的问题是分子量非常大（接近MDa），且具有较高的异质性。对这些大分子机器进行nTDMS分析要求仪器具有较高的质量范围以及分辨率。大分子机器的结构表征充分说明nTDMS方法无论在深度还是广度上都有极大的提升。Native top-down MS蛋白质组学值得注意的是，当质谱前端结合非变性分离技术，如native GELFrEE，尺寸排阻色谱，毛细管区带电泳，离子交换色谱等，nTDMS还可以在靶向模式或发现模式下用于复杂蛋白质组的高通量分析，如内源性蛋白混合物。nTDMS分析最大的优势在于它能区分不同的蛋白异质体，并对每种蛋白异质体进行结构表征，这是其他在肽段水平进行分析的结构质谱法如：HDX-MS, CL-MS所无法实现的。总结与展望总之，在这篇综述中我们重点介绍了nTDMS的最新进展和在不同生物体系中的应用，强调通过nMS与TDMS结合可以获得额外的多层次结构信息。新技术的出现以及仪器的进步使nTDMS能够应用于结构生物学中日益复杂的生物样本体系，包括蛋白质配体、多聚蛋白复合物、大分子组装体和内源性复合物。尽管这样，nTDMS分析仍面临着的挑战，包括但不限于前端的样品分离、离子化、去溶剂化、高质荷比分子传输、异质性样本的分析以及软件的开发。未来nTDMS将与其他的一些结构表征方法相结合以获取更加全面的结构信息。正文中对未来发展趋势进行了讨论并提到了其他一些令人兴奋的创新技术如：基于MALDI离子源的质谱成像技术用于蛋白原位分析、电荷检测质谱（CDMS）用于异质性样本分析，多重技术的结合将为蛋白质复合物的nTDMS研究开辟新的道路。我们希望这篇综述能让读者更好地理解nTDMS提供的独特结构信息，并推动该方法的广泛应用。撰稿：刘蕊洁编辑：李惠琳原文：Native top‐down mass spectrometry for higher‐order structural characterization of proteins and complexes. 参考文献1.Liu RJ, Xia SJ, Li HL. Native top‐down mass spectrometry for higher‐order structural characterization of proteins and complexes. Mass Spec Rev. 2022 e21793. https://doi.org/10.1002/mas.217932.Britt HM, Cragnolini T, Thalassinos K. Integration of mass spectrometry data for structural biology. Chem Rev. 2022 122(8):7952-7986. 3.Liu XR, Zhang MM, Gross ML. Mass spectrometry-based protein footprinting for higher-order structure analysis: fundamentals and applications. Chem Rev. 2020 120(10):4355-4454.

Waters Xevo G2-XS QTof、SYNAPT XS和SELECT SERIES Cyclic IMS仪器功能增强，有力推动生物医学和制药研究加速发展沃特世公司（纽约证券交易所代码：WAT）近日公布了用于高分辨质谱产品的全新碎裂选件和成像选件，能够为生物医学、生物制药和食品研究等诸多领域的科学家提供更大的研究自由度，助力其探索肽、蛋白质及蛋白质复合物等复杂物质。沃特世公司先进质谱技术高级总监James Langridge博士表示：“在当前这个特殊时期，科学需挺身而出，证明自身为人类分忧的能力。为了发掘与疾病相关的生物学信息并开发全新疗法，我们通过不断创新，为质谱技术增添了强大功能，助力科学家们在攻克科学难关时有十足的把握获得准确答案。”Waters Cyclic IMS系统新增碎裂选件沃特世的高性能SELECT SERIES Cyclic IMS系统将新增碎裂选件来协助科学家们进行蛋白质、肽、游离寡糖和其他生物分子的结构研究，这一全新的电子捕获解离（ECD）碎裂选件由沃特世与e-MSion, Inc.公司合作开发。ECD是基于电子的碎裂技术，结合Cyclic IMS系统的离子淌度质谱和碰撞诱导解离（CID）功能，可以提高天然蛋白质和特征性肽段的序列覆盖率，在用于大分子蛋白分析时还能发掘出更多的结构信息，这是之前的技术无法实现的。Waters SELECT SERIES Cyclic IMS环形离子淌度质谱多功能的WatersCyclic IMS系统可以扩展离子淌度分离，还能执行IMSn实验（例如，由IMS筛选离子，之后将其碎裂，再通过IMS筛选出特定的碎片离子，然后重复这一过程），获得有关单个分析物的详细结构信息。南丹麦大学生物化学与分子生物学专业VILLUM生物分析科学中心主任Ole N?rregaard Jensen教授表示：“在分离翻译后修饰的肽异构体，以及这之后的ECD MS/MS结构分析中，Waters Cyclic IMS系统表现出众，让我印象深刻。cIMS与ECD MS/MS的结合为生物学、生物医学和药理学领域中修饰肽和大分子蛋白质结构域的详尽结构表征提供了新的选择。”Waters SELECT SERIES Cyclic IMS、SYNAPT XS和Xevo G2-XS飞行时间质谱仪新增DESI XS成像功能这是沃特世首次将新型解吸电喷雾电离DESI XS离子源应用到Waters SELECT SERIES Cyclic IMS、SYNAPT XS和Xevo G2-XS QTof质谱仪上。沃特世公司于2018年从Prosolia, Inc.和普渡研究基金会成功收购了DESI的知识产权，成为了这项技术的供应商。全新Waters DESI XS离子源不仅保留了原DESI离子源的各项性能，而且拥有更高的可靠性和更佳的用户体验，让高品质MS成像技术能够为更多科学家所用。解吸电喷雾电离DESI XSDESI XS与质谱仪相结合，可用于分析多种样品及表面，直观地将小分子药物、代谢物和脂类物质的空间分布可视化。借助DESI XS，科学家们可以进行组织样品成像、筛查细菌菌落中的代谢物、直接从各种表面上获取指纹图谱用于身份鉴定，还可以研究天然产物（如植物的根和块茎）的横截面。作为一款直接电离离子源，DESI XS省去了样品引入质谱仪之前的样品制备和色谱分离步骤，能够为科学家们节省时间、实验室空间和成本。MassLynx质谱软件新增软件接口，连接Skyline软件更便捷沃特世现面向使用MassLynx软件4.2版控制Waters Xevo TQ-S micro和Xevo TQ-XS质谱仪的客户推出全新Skyline软件接口。Skyline是一款免费的开源软件，适用于靶向蛋白组学分析。借助这个接口，科学家可以开发和优化LC-MS/MS多反应监测（MRM）方法，通过特征性肽段方法定量肽或蛋白质酶解物。MassLynx/Skyline接口是一款简便易用的工具，在药物发现研究涉及的生物分析或靶向蛋白质组学实验中，可用于自动优化和微调串联四极杆质谱仪上的高灵敏度MRM分析方法。产品供应配备ECD和DESI XS选件的SELECT SERIES Cyclic IMS系统将于今年第四季度开始发货，已经在使用Cyclic IMS的客户届时也可以在现有仪器上加装新的选件。DESI XS现在可随新款Xevo G2-XS QTof和SYNAPT XS系统提供，还可作为升级选件加装到已经安装的Xevo G2-XS QTof和SYNAPT XS系统中。Waters MassLynx/Skyline接口现已推出，访问Waters Marketplace即可免费下载。关于沃特世公司沃特世公司（纽约证券交易所代码：WAT）是全球领先的专业测量仪器公司，作为色谱、质谱和热分析创新技术的先驱，沃特世服务生命科学、材料科学和食品科学等领域已有逾60年历史。公司在全球35个国家和地区直接运营，下设15个生产基地，拥有约7,200名员工，旗下产品销往100多个国家和地区。关于沃特世中国自上世纪80年代进入中国以来，沃特世的规模与实力与日俱增，在大陆及香港、台湾均设有运营中心，拥有六百多名本地员工，并在上海、北京、广州、成都设立实验中心和培训中心。自2003年成立沃特世科技（上海）有限公司以来，今天的中国已成为沃特世全球营收仅次于美国的第二大市场。作为分析科学家的合作伙伴，沃特世始终坚持提高本地技术能力、支持本地技术人才培育，并推动制药、食品安全、健康科学、环境保护等相关行业标准和法规的建立和完善。凭借出众的人才与全球布局，沃特世已经为其商业合作伙伴创造了显著的价值，并致力于满足广大中国消费者对更美好生活的需求。

SYNAPT XS高分辨率质谱仪没有研究，就制定的决策，容易是盲目的在科研领域，研究进展缓慢和成本不断上升俨然已成为一项挑战。SYNAPT XS质谱仪具有极致灵活性，可提供更大的选择自由度，能够打破这些壁垒，支持任何应用的科学创新和技术成功。 • 创新技术作为基石，提供最优异的分析性能• SONAR和HDMSE提供一套独特的工具包，用于解析复杂混合物• 离子淌度功能大大增加了峰容量和分析选择性• CCS测量可提高化合物鉴定的准确性创新技术提供最优异的分析性能凭借沃特世高级质谱“SELECT SERIES”传承下来的技术基石，内置先进的创新技术，确保使用该平台的科学家处于质谱分析的最前沿，同时维持SYNAPT的易用性和成熟的客户端工作流程。StepWave XS重新设计的分段四极杆传输光学元件，提升棘手化合物的分析灵敏度，同时进一步提高分析稳定性。Extended ToF 针对最复杂的样品，提供兼容UPLC的质量分辨率、耐受各种基质的动态范围和定量分析结果，同时提供卓越的性能指标。更大的分析选择自由度为有效解决固有难题，分析人员对各种分析策略的需求不断增加，因此，SYNAPT XS将高性能与极致灵活性相结合。竞争对手的系统大多存在入口选项有限、扫描功能局限性或需要多个平台等问题。与之相比，只有沃特世能够提供全方位的高性能LC-MS解决方案，该方案经过专门设计，能够提供更大的分析选择自由度以支持科学研究。SONAR和HDMSE提供了一套独特的工具包，用于解析复杂混合物完整的分析策略需要结合适当的互补技术才能得到更全面的数据信息。借助SYNAPT XS上基于SONAR和IMS的非数据依赖型采集(DIA)操作模式，分析人员能够利用互补机制，以独一无二的方式解析复杂混合物。两种类型的采集均提高了分析峰容量，提供“清晰明了”的碎片数据，但它们基于不同的分子特性。这提供了一种真正独有的研究工具包，适用于深入解析复杂混合物。离子淌度和CCS测量传统质谱仪基于m/z分离组分。SYNAPT XS还支持在离子淌度实验中，使用分子大小、形状和电荷作为其碰撞截面(CCS)的函数，对分子进行分离。 除离子淌度能提供额外的分离维度、增加峰容量和分析选择性以外，CCS测量还可提供额外的分子标识。离子CCS的测量结果有助于确定离子名称或研究其结构。运用离子淌度技术，显著提高了科学家分析复杂混合物和复杂分子的范围和可信度。CID与ETD碎裂功能TriWave的双碰撞室结构可进行碰撞诱导解离(CID)和/或电子转移解离(ETD)碎裂，且分辨率高、质量测定准确，能够拓展MS/MS检测能力。 高解析度四极杆包括4 KDa、8 KDa或32 KDa质量数范围，适用于从小分子到大分子的MS/MS分析TAP碎裂时间校准平行(TAP)碎裂是T-Wave IMS设计所独有的采集模式。它使用户能够利用TriWave配置，允许将IMS前T-Wave和IMS后T-Wave作为两个单独的碰撞室运行。得到的CID-IMS-CID仪器操作有助于对组分进行超高可信度的结构表征。TAP碎裂与传统MSn或MS/MS技术相比，具备卓越的碎片离子覆盖率、灵敏度和准确性，在构建完整结构方面有着不容置疑的优势。创新点：SYNAPT XS质谱仪具有极致灵活性，可提供更大的选择自由度，能够打破这些壁垒，支持任何应用的科学创新和技术成功。 • 创新技术作为基石，提供最优异的分析性能 • SONAR和HDMSE提供一套独特的工具包，用于解析复杂混合物 • 离子淌度功能大大增加了峰容量和分析选择性 • CCS测量可提高化合物鉴定的准确性 SYNAPT XS高分辨率质谱仪

有机质谱分析基于不同质量数的带电离子在电场或磁场中的不同运动行为的原理进行定性或定量分析，具有灵敏度高、样品用量少、分析速度快、可同时进行多组分分析等优点，近年来在我国发展很快，广泛应用于食品安全、环境保护、化学化工、制药、生命科学、材料科学等各个领域，成为一种非常重要的定性定量分析方法。质谱的定性分析是基于对质谱谱图的解析实现的，但由于有机化合物种类繁多，繁杂的裂解规律不容易记忆，又缺乏解析的思路和方法，很多质谱分析人员在拿到谱图后常感觉到无从下手。 为适应广大分析技术工作者的需求，我们将与仪器信息网合作于2014年7月22日-25日在北京举办有机质谱谱图解析专题培训班，欢迎有志提高有机质谱谱图解析水平的分析人员来参加。 培训日期：2014年7月22日-25日 培训地点：北京 外国专家大厦 培训日程： 主要课程及讲师 授课时间及主要内容 有机质谱解析基础&mdash &mdash 王光辉 7月22日-23日全天 ①基础知识（原子中电子的排布；奇电子离子与偶电子离子；氮规则；环加双键值；分子离子的识别；同位素峰；单分子反应） ②离子丰度（质荷比与离子丰度；影响碎片离子丰度的基本因素） ③离子碎裂的基本机理（电荷及游离基定域的概念；离子碎裂的类型） ④由质谱图推测分子结构 常见有机物质谱解析 7月24日全天 常见有机物质谱解析（碳氢化合物、醇、醚、醛、酸、酯、胺、卤代物、硝基化合物） 质谱解析小结&mdash &mdash 苏焕华 7月25日全天 ①质谱解析方法小结（各类化合物的质谱特征，质谱推导结构的基本方法） ②质谱解析练习题 & 答疑 专家介绍： 王光辉 中国科学院化学研究所质谱中心研究员，中国最早从事质谱研究的专家之一，曾参与国内多项质谱仪器的研发工作，有丰富的理论知识、实践经验和培训教学经验。代表著作： 《有机质谱解析》； 苏焕华 北京石油化工科学研究院高级工程师,70年代初开始有机质谱应用研究，曾参与国内质谱仪器的研发工作，组织过多种质谱应用技术培训，有丰富的教学经验。著作：《色谱-质谱联用技术及应用》； 其他课程： 2014年7月29-31日 液质联用（LC-MS）应用技术培训班（医药） 2014年10月21-23日 液质联用（LC-MS）应用技术培训班（食品/环境） 报名方式： 电话：010-51654077-8123 15801554077 安老师 Email：job@instrument.com.cn 报名地址：http://www.instrument.com.cn/training/train_sign.asp?TRI_No=101113

仪器信息网讯 2011年7月19日，赛默飞世尔科技在北京国际饭店国际会议中心隆重举办了质谱新品发布会。此次发布的是赛默飞世尔科技在美国质谱学术交流(ASMS 2010)上推出的三款最新质谱产品：Velos Pro双压线性离子阱质谱仪、Orbitrap Elite组合式质谱仪和Q Exactive高性能台式四极杆—轨道阱LC-MS/MS系统。 新闻发布会现场 　　新闻发布会由赛默飞世尔科技色谱质谱市场部经理王勇为博士主持。大约有100多位来自科研院所的专家和用户参加了此次新闻发布会。 赛默飞世尔科技色谱质谱中国商务运营总监裴立文先生致辞 　　赛默飞世尔科技色谱质谱中国商务运营总监裴立文先生首先绍了赛默飞世尔科技在全球和中国的发展情况。赛默飞世尔科技2010年全球销售额达110亿美元、拥有37,000名员工、服务于150个国家350,000名客户 目前拥有六大业务平台：分析仪器、专业诊断产品、生物科学、实验室产品、客户渠道、生物医药服务。 　　据裴立文先生介绍，赛默飞世尔科技在中国拥有超过1,400名员工。在北京、上海、兰州、广州、成都、香港等地都分别有分支机构，目前正在组建西安分公司。 　　赛默飞世尔科技科学仪器部的销售收入达23亿美元。随着中国经济的发展，赛默飞世尔科技在中国的业务也在逐步增加，科学仪器部门300多位员工将继续为大家提供一流的服务。裴立文先生还特别提到赛默飞世尔科技质谱部门(原菲尼根)与中国众多的科研院所有着非常悠久的历史渊源和良好的合作关系，经过6年的快速发展，业务增长了近8倍。裴立文先生还向与会者介绍了赛默飞世尔科技科学仪器部各大区经理。 赛默飞世尔科技市场专员 Tim Stratton博士讲解Velos Pro双压线性离子阱质谱和Orbitrap Elite 　　来自赛默飞世尔科技美国圣何塞工厂的市场专员 Tim Stratton博士详细讲解了最新推出的Velos Pro双压线性离子阱质谱和Orbitrap Elite。 　　1、Velos Pro双压线性离子阱质谱，可以同时做定性分析和定量分析 　　典型的离子阱质谱是在单压条件下操作的，折中了压力和离子控制。双压阱质谱是赛默飞世尔科技的首创，并于2009年推出了该类型的商业化质谱，其特点第一个离子阱的压力比以前线性离子阱的压力要高，能够将离子捕获能力提高90%，它同时还能够提高碎裂能力，将碎裂时间缩短到原来的1/4。低压单元能够提高扫描速度达2倍。 Velos Pro双压线性离子阱质谱 　　定性分析是离子阱的强项，但是现在越来越多的实验室希望在做定性分析的同时也能够做定量分析 因此，赛默飞世尔科技新一代Velos Pro 在定量方面有很大提高，动态范围达6个数量级，扫描速度高达66,000 Da/sec，同时兼容最快速的U-HPLC系统，其主要特点如下： 　　(1)新的检测电子设备使系统的线性定量能力可达6个数量级的动态范围，提高结果的重复性和可靠性。　　(2)高达66,000 Da/sec的扫描速度可实现高通量分析，同时兼容最快速的U-HPLC系统，无需牺牲数据品质。 　　(3)最新阱-HCD 裂解提供补充性的类似三重四极杆的裂解，有助于结构解析、序列归属以及同位素标记的肽定量。 　　(4)最新设计的离子光学系统具有创新的“neutral-blocking(中性阻挡)”技术，可减少停机 　　在应用方面，对于蛋白质组学等大分子的定性分析，阱-HCD裂解提供了更高的序列覆盖率以及更可靠的序列归属和翻译后修饰(PTM)识别。阱-HCD的快速扫描能力可执行其他裂解方法，包括碰撞诱导解离(CID)、脉冲碰撞能量诱导解离(PQD)和电子转移解离(ETD)，每次分析生成更多MS/MS质谱数据，从而识别更多蛋白质和肽。 　　在小分子方面，比如代谢组学研究，Velos Pro快速扫描和最新检测能力显著提高了定量性能，并能提供更为丰富的补充性MSn信息。 　　另外，LTQ Velos™ 和LTQ Orbitrap Velos™ 系统可以升级为最新Velos Pro系统，帮助客户扩展最初投资以涵盖最新的离子阱技术。 　　2、Orbitrap Elite，分辨率达240,000 FWHM 　　Orbitrap Elite 　　Orbitrap Elite组合式质谱仪整合了赛默飞世尔科技更快更灵敏的离子阱系统Velos Pro，能提供高达240,000的杰出的分辨能力，为客户探索和解决蛋白质组学、代谢组学、脂类组学和代谢领域最为复杂和挑战性的应用研究提供帮助。 　　Orbitrap Elite 综合了多种先进的技术，包括它的质量分析器几何学、独特的信号处理技术、改善离子束到Orbitrap 质量分析器传输效率的全新离子转移光学系统，以及新的镜像电流前置放大器。Orbitrap Elite主要性能如下。 　　(1)最大化的分辨能力，在m/z为400时高于240,000 FWHM 　　(2)扫描速度增加了四倍，提高了定量结果的精度度和可信度，而且增强了与UHPLC的兼容能力。 　　(3)高品质的更高能量碰撞诱导解离(HCD)质谱图和FTMSn谱图裂解树能得到可靠的结构鉴定结果。 　　(4)超高的灵敏度能检测极低丰度的蛋白质、肽和代谢物。 　　对于自上而下的蛋白质鉴定，Orbitrap Elite超高的分辨率和灵敏度能帮助实验室提高完整蛋白质分子量的测量水平。采用互补的碎裂技术，如碰撞诱导解离(CID)、电子转移解离(ETD)和HCD时，该系统还可以获得更高的蛋白质序列覆盖率。 　　对于代谢组学、脂类组学和代谢的研究，Orbitrap Elite能提供超高质量的HCD和MSn谱图，为可靠的代谢物鉴定提供更丰富的结构信息。相较于以前的系统，其超高的灵敏度能检测到更多的代谢物和其它重要的样品组分。 　　3、Q Excative, 灵敏度提高达五倍 　　Q Exactive是由赛默飞世尔科技首次将四极杆和Orbitra相结合的商业化仪器，旨在提供高度可靠的定量和定性(quan/qual)工作流程 这也是在今年ASMS 2011上革新力度最大、各位专家讨论最多的仪器。在此次新闻发布会上赛默飞世尔科技色谱质谱市场部经理王勇为博士向大会详细介绍了该仪器。 赛默飞世尔科技色谱质谱市场部经理王勇为博士讲解最新推出的Q Excative 　　Q Exactive质谱仪能够在单次分析中鉴定、定量和确认复杂混合物中更多痕量级的代谢物、污染物、肽类和蛋白质。与其它技术不同的是，该系统能够在不影响MS/MS灵敏度、质量分辨率或定量重现性的情况下，获得极其可靠的分析结果。 　　Q Excative 　　Q Exactive高性能台式四极杆—轨道阱LC-MS/MS系统大大扩展了赛默飞世尔科技Exactive家族Orbitrap系统的功能，主要表现如下： 　　(1)新型离子源光学系统将灵敏度提高达五倍。 　　(2)集成式四极杆质量过滤器实现前体离子选择性。在Orbitrap HR/AM检测之前，MS/MS(3)碎裂过程发生在能量更高的碰撞诱导解离(HCD)池中。 　　(4)先进的信号处理技术能够在全扫描模式和最大扫描速度下将系统分辨率提高至140,000 FWHM。 　　(5)新型C-Trap离子光学系统和HCD碰撞池提供了快速HCD MS/MS扫描，改善了低质量数离子的传递，从而提高灵敏度和定量性能，尤其适用于使用同位素标签的实验。 　　多重检测提高了整体系统工作周期的效率，能够更好的与UHPLC兼容，并在Orbitrap进行同时检测之前收集并保存多达10种母离子。 　　所有这些功能使Q Excative 系统成为准确定量确认的理想选择，通过单次分析能够对复杂基质中成百上千种痕量组分进行鉴定、定量和确认。此外，该系统还为诸如食品安全和法医毒物学等新兴应用领域提供省时的工作流程。这些工作流程通常采用常规提取方法，导致随后的LC-MS分析面临极其复杂的样品基质。 　　最后，王勇为博士对于今天发布的三大质谱新品进行了总结，然后留出30分钟的时间和各位专家进行交流 对于各位专家提出的很多问题，Tim Stratton博士和王勇为博士都一一进行了详细解答。 　　新品发布会结束后，赛默飞世尔科技举办了盛大的招待晚宴，来自中国计量科学院陈大舟研究员，复旦大学的杨芃原教授受邀发表讲话，畅谈了对于赛默飞世尔科技新技术新产品的感受。 招待晚宴

近日，大连化物所生物分离分析新材料与新技术研究组（1809组）叶明亮研究员团队开发了一款具有高灵敏度的N-糖肽质谱谱图解析新软件——Glyco-Decipher。该软件可实现在解析谱图的过程中不依赖糖库，利用不同糖肽的同一肽段骨架具有相似碎裂规律的特点，发展出基于“模式识别”的肽段序列鉴定新方法，实现谱图拓展，从而提高完整糖肽的鉴定灵敏度，并且可发现未知的糖链及糖链修饰。Glyco-Decipher为深度解析位点特异性糖型，揭示糖基化修饰的微观不均一性，以及研究糖生物学功能等提供了新工具。　　蛋白质糖基化与疾病的发生发展密切相关，临床上使用的大多数肿瘤标志物是糖基化蛋白质。在组学层次上进行位点特异性糖型的分析对发现新型疾病标志物，提高基于蛋白质糖基化的精准医学研究水平等具有重要作用。 N-糖肽质谱谱图高度复杂，谱图解析率低，且常规N-糖肽解析软件依赖糖库，无法实现未知糖链及修饰糖的鉴定。为解决上述问题，本工作开发了非糖库依赖的肽段序列鉴定方法，实现了未知糖链肽段及其上可能带有的修饰基团的鉴定。为解决N-糖肽质谱谱图解析率低的问题，团队系统研究了糖肽的碎裂规律，发现糖链的种类、组成、母离子价态等对肽段骨架的碎裂模式没有显著的影响，建立了肽段序列相同的完整糖肽谱图之间的联系，发展了基于“模式识别”的肽段序列鉴定策略，实现了完整糖肽的谱图拓展，在原有基础上将完整糖肽的解析率提升了31%。　　本工作还以蛋白Prosaposin为例，展示了蛋白Prosaposin在老鼠的五个不同的组织中糖基化差异，进一步揭示了该蛋白上各个位点特异性糖型的丰度分布，展示了Glyco-Decipher在蛋白糖基化分析领域的应用潜力。通过对同一个N-糖肽质谱数据进行对比分析，发现Glyco-Decipher的谱图解析效率比其它软件提升了34-179%。该软件具有友好的用户界面和较好的定量比较功能，学术界可以免费使用（软件可从github下载）。　　叶明亮团队长期致力于位点特异性糖型分析方法的发展，包括糖肽的富集方法和谱图的解析方法：在O-GlcNAc糖肽的富集方面发展了酶促标记结合化学氧化法（Anal. Chem., 2021）、可逆酶促化学标记法(Angew. Chem. Int.Edit., 2022)等方法；在O-GalNac糖肽的富集方面发展了酶解辅助的亲水作用色谱法（Anal. Chem., 2017）、酶化学方法（Anal. Chem., 2018）、Ti-IMAC富集方法(Anal. Chem. 2021)等；在N糖肽的富集方面发展了适合大样本分析的自动化富集方法（Anal. Chem., 2021）；在O-GalNac糖肽的谱图解析方面，发展了O-search检索策略（Anal. Chem., 2019），有效地减小了检索空间，提高了鉴定灵敏度。最近，上述检索策略被集成于一款具有自主知识产权的谱图检索软件——MS-Decipher（Bioinformatics, 2022）中。　　相关研究成果以“Glyco-Decipher Enables Glycan Database-independent Peptide Matching and in-depth Characterization of Site-specific N-glycosylation”为题，于近日发表在《自然-通讯》（Nature Communications）上。该工作的共同第一作者是大连化物所1809组博士研究生方正和秦洪强研究员。上述工作得到国家重点研发计划、国家自然科学基金、大连化物所创新基金等项目的支持。

我们都知道，有机质谱分析具有灵敏度高、样品用量少、分析速度快、可同时进行多组分分析等优点，广泛应用于食品、环境、石油化工、制药、生命科学、材料科学等各个领域，已经成为一种非常重要的定性定量分析方法。 质谱的定性分析是基于对质谱谱图的解析实现的，但由于有机化合物种类繁多，复杂的裂解规律不容易记忆，又缺乏解析思路和方法，因此，从实践角度了解谱图分析就显得尤为重要。拿到质谱谱图后，如何判断化合物结构？为了帮助大家解决这些问题，仪课通新上线《有机质谱谱图解析 实例讲解》课程，现时免费发放！您可以从实际案例中理解谱图解析的基本概念，以实例讲解，拿到有机质谱谱图后如何拆解分析，从而推导出化合物结构！讲师介绍王毅:工程师。长期从事色谱及有机质谱分析，具有丰富的色谱质谱实际应用经验。擅长有机质谱碎裂规律总结及质谱碎裂机理的分析，尤其是利用有机质谱裂解机理实现对异构体化合物的区分鉴别、合成化合物的结构确证、未知化合物的结构解析、有机质谱对催化反应机理的证明、色谱质谱分析方法开发、有机质谱图解析培训。曾两次组织系统性的有机质谱解析课程培训，参加学员超过百人，课程受到学员们的一致好评。曾协助中国科学院上海有机化学研究所、浙江大学、中国农业科学院、中国农业大学、北京中医药大学等高校或研究所对有机质谱数据进行分析，相关成果在高水平期刊上得以发表。多次受邀在其他平台进行有机质谱解析的课程讲解，有机质谱解析培训受到质谱学家王光辉老师的推荐，讲解内容的核心也是从如何从一张未知物质谱图推导该未知物的结构，无需很高的水平的人员也能操作，目的是促使质谱解析系统高效快捷并得到广泛应用。课程亮点1、授课讲师从事质谱分析研究十几年，具有丰富的理论和实践经验，并且进行过多次专业培训；2、课程运用大量实例，将基础知识、基本规律以及解析思路深度剖析，无保留分享，深入浅出，通俗易懂；课程领取扫描二维码添加客服好友免费领取课程！

蛋白质的糖基化修饰是一种重要的蛋白翻译后修饰。对于蛋白糖基化修饰的深入表征将有助于加深糖基化作用机制的理解，为相关疾病药物、疫苗的研发提供理论基础，然而糖基化修饰的类型和结构非常复杂，给分析检测带来了非常大的难度。过去10年间，北京大学分析测试中心高级工程师周文和多个课题组深入合作，致力于针对不同种类的糖基化发展相应的质谱分析检测新方法。北京大学分析测试中心高级工程师周文在过去的20年里，糖基化修饰领域在仪器方面有了很多进展，如从传统的碰撞解离到现在的电子转移解离（ETD）的碎裂方式，同时还可以将不同的碎裂方式进行组合。周文形容到，ETD就像闪电一样，它的碎裂过程非常的快，更便于我们进行糖基化的分析。周文表示，希望让更多人关注分析测试领域，也给分析测试人员更多的展示自己的舞台，相信将来一定会有更多的优秀人才加入到我们当中来！

布鲁克在今年ASMS中发布了多种用于高灵敏度和高通量分析的新产品，包括世界上首个商品化的后电离MALDI离子源（MALDI-2）；新的基于捕集离子淌度（TIMS）和平行累积连续碎裂（PASEF）技术的4D-蛋白质组学方法：高通量dia-PASEF和prm-PASEF；凭借碰撞截面积（CCS）精确测定，进一步提高timsTOF Pro在大队列样本检测和实时数据分析方面的性能。近日， 布鲁克 . 道尔顿生命科学质谱执行副总裁Rohan Thakur博士接受了媒体专访，讨论了布鲁克于ASMS 2020发布的最新质谱技术的相关细节，以及其在临床研究中的应用前景。Q1您能谈谈过去一年timsTOF Pro的表现吗？有哪些出色的研究项目采用了这项技术？Rohan Thakur: 过去的一年里，各个研究团体对timsTOF质谱平台（timsTOF Pro和timsTOF fleX）的接受度超过我们预期，因为使用者们也意识到TIMS技术带来的优势，比如TIMS在时间和空间的聚焦带来更高的灵敏度，离子淌度补偿质量对齐（MOMA，Mobility Offset Mass Alignment）无损性能并实现蛋白深度覆盖。timsTOF Pro另一个主要的优势是能使用短梯度实现深度覆盖，这让转化蛋白组学研究成为现实。在timsTOF Pro推出前，大部分蛋白质组学实验室只能在“覆盖深度”和“分析时间”中选择其一，而在timsTOF Pro上，即使采用短色谱梯度也能实现蛋白深度覆盖，分析通量从10样本/天提高升100样本/天。让研究者最满意的地方是timsTOF Pro具有出色的稳定性，能可靠的用于大队列研究中珍贵的样本分析，并持续保证高灵敏度和扫描速度，这正是做转化蛋白组学所需要的。在上一代的质谱上，要实现这些性能的融合是不可能的。牛津大学Roman Fischer博士在timsTOF Pro上进行败血症研究，采用100样本/天的分析通量，完成了将近5000血浆样本的分析。北京大学精准医学多组学研究中心Catherine Wong博士在timsTOF Pro上进行COVID-19相关的大队列研究，这些都是timsTOF Pro用于转化医学研究很好的例子。Matthias Mann教授团队也在timsTOF Pro上进行了一些开创性的研究，他们使用深度机器学习技术，采用上百万个学习样本预测多肽CCS值，以此来进一步将离子淌度这个关键的第四维信息用于蛋白质组学研究，这也是另一个正在timsTOF Pro上做非常出色的项目。Q2您能详细解释一下将PASEF与平行反应监测（PRM）进行联合的优势吗？Rohan Thakur: TIMS是利用气相进行多肽分离，这能为PRM实验带来极大的益处，因为TIMS既可以做为基于CCS值的离子选择器（从而分离同分异构和降低化学噪音），也可以做为灵敏度放大器（时间聚焦增强PASEF扫描功能），并且帮助四极杆优化母离子的选择。现在，您可以将四极杆隔离与独特的CCS值和m/z进行同步关联，从而进行更准确、更高选择性的非标记定量分析。Q3您刚才提到了研究者利用深度机器学习网络来准确的预测CCS值，这听起来是一个非常令人激动的领域，有希望利用这个技术来发现一些新的分子并鉴定，您能谈timsTOF Pro是怎样帮助这项工作的吗？Rohan Thakur: 离子淌度技术已经有接近15年的历史，但基于TIMS的CCS值测定技术的出现，让每一个离子都能被检测，这推动了深度机器学习技术能够深入理解离子在气相中的属性，从而更深入挖掘信息。得益于TIMS装置对CCS值高度重复和稳定的测定，数据科学家可以非常自信的采用TIMS测定的CCS值开发深度机器学习的算法，以达到准确预测CCS值的目的。在蛋白组学实验中，将多肽CCS值的实验值与上百万个峰的预测值进行参比有很多好处，最基本的好处是在做翻译后修饰研究中可以提高MS/MS采集中母离子选择性，从而提高翻译后修饰的鉴定率。目前看来，它的应用前景是具有无限可能的。Q4请谈谈开发MALDI-2的驱动力来自何处，以及如何提高灵敏度？ Rohan Thakur：第一个驱动力来自客户的实验室研究，他们希望看到MALDI能够分析更多种类的分子，以及对MALDI获得的目标区域或空间组学（SpatialOMx）的相关分子灵敏度的整体提高，在这些区域中，像代谢物、脂类和聚糖等特征内源性分子可以更深入的了解组织；第二个驱动力是可以通过LC-MS对划分出的组织区域进行进一步的组学分析。这两个因素与药物研究尤其相关，例如和癌症研究关联。灵敏度提高是通过向第一个激光器（常规MALDI）电离的分子离子云中发射第二束激光（MALDI-2 PI），在那里额外的能量导致发生电荷转移反应，从而提高了电离效率。这个过程需要MALDI操作在一定的气压环境下进行，因此可以在双离子源（ESI/MALDI）timsTOF fleX平台上完美地实现。Q5您认为配备了MALDI-2后的timsTOF fleX的灵敏度提升将如何促进小分子和脂质在辅助疾病的诊断和治疗的研究？Rohan Thakur：侧重于癌症的药物研发将受益于MALDI-2 后电离技术（PI），因为它将允许科学家把转录组的变化与SpatialOMx联系起来。这里的关键是对特定细胞群的识别定位，这些细胞群可以通过组织成像发现在肿瘤内、肿瘤边界和肿瘤远端的脂质或细胞表面聚糖的变化，再进行蛋白质组学、脂类组学和代谢组学的深度分析。这样的研究在过去是不曾有的，timsTOF fleX可以让你在一台仪器上进行所有这些实验。除此之外，包含TIMS新维度的MALDI实验使每个像素包含的有价值信息的大大增加；并且以10KHz的激光速度和10um的空间分辨率进行这项工作是首创。你可以在不同的组织切片中使用外源分子或内源分子的碰撞截面（CCS）值，然后在同一仪器上进行LC-MS分析时使用相同的CCS值。由于其多功能性，timsTOF fleX以极大地提高研究实验室的工作效率。Q6考虑到药物化合物的药代动力学和药效学分析能力的高要求，这些新技术在定量质量成像（qMSI）方面会对药物开发时间表产生什么影响？Rohan Thakur：在药物开发过程中，尽早获得关键信息是这些技术的重要优势，因为它可以提高整个过程的效率。由于信息的高度真实性，例如药物是否在正确的组织中击中了正确的靶点，你可以推进有前途的新化学实体（NCE）或者停止出现早期毒性的NCE的后续开发。这会导致更多的NCE在这个过程中向前推进，从而增加你找到具有正确疗效的候选药物的机会，同时最大程度减少了无效药物的投入消耗。对药物开发时间表的影响是一个方面，而获得有效药物是另一方面，这将加速更安全的药物推向市场的过程。

大家好，本周为大家分享一篇最近发表在 Journal of the American Chemical Society上文章，Native Top-Down Mass Spectrometry with Collisionally Activated Dissociation Yields Higher-Order Structure Information for Protein Complexes1。该文章的通讯作者是美国加利福尼亚大学洛杉矶分校的Joseph A. Loo教授。非变性质谱(native MS，nMS)通常用于揭示蛋白及其复合物的分子量大小和化学结合计量比，但若要进一步阐明深层次的结构信息，则需要与串联质谱结合，即非变性自上而下质谱（nTDMS），通过对母离子进行二级甚至多级碎裂可获取额外的序列、翻译后修饰(PTMs)以及配体结合位点信息。此外，nTDMS能以构象敏感的方式断裂共价键，这样就可以从碎片模式推断出有关蛋白高级结构的信息。值得注意的是，使用的激活/解离方式会极大地影响得到的蛋白质高阶结构信息。电子捕获/转移解离(ECD、ETD或ExD)和紫外光解离(UVPD)等快加热的活化方式因其能够在保留蛋白整体结构的情况下先对共价键进行断裂而被广泛应用于nTDMS分析中。而慢加热的活化方式如碰撞活化解离(CAD)会在断键前进行能量重排，导致一些较弱的非共价相互作用先发生破坏，例如：亚基的释放和展开，因此对高阶结构表征没有帮助。而此次Joseph A. Loo课题组的研究结果显示使用基于orbitrap的高能C-trap解离(HCD)同样也可以从天然蛋白复合物的中直接获得序列信息，并且碎片模式可以提供有关其气相和溶液相高阶结构信息。此外，CAD还可以生成大量的内部碎片(即不包含N-/ C-端的片段)用于揭示蛋白质复合物的高阶结构。为了研究蛋白复合物HCD的碎裂化情况，作者比较了酵母来源的乙醇脱氢酶四聚体（ADH）在Complex-down MS (psedo-MS3)和nTDMS两种分析策略下的碎片模式。如图1所示，在Complex-down MS分析中，ADH经源内解离（ISD）释放出单个亚基，该亚基经HCD碎裂生成肽段b/y离子。而在nTDMS分析中，肽段离子则可以从复合物中直接获得。如图2（上）所示，在Complex-down MS分析中总共获得了24个b离子和18个y离子，能够实现11.8%的序列覆盖率。近乎相等数目的b、y离子表明Complex-down MS分析中释放的ADH亚基N-端和C-端均具有较高的表面可及性，即亚基发生去折叠。此外，碎片模式也揭示了N-端乙酰化、V58T突变体以及Zn2+结合位点等信息。相比之下，nTDMS分析则更反映ADH的高阶结构，如图2（下）所示，在nTDMS分析中主要检测到b离子，几乎没有亚基信号，说明b离子是直接由复合物中共价键断裂产生的。ADH的nTDMS分析共产生了60个N-端b离子和3个C-端y离子（17.6%序列覆盖率）。由HCD产生的大量N端碎片类似于ADH基于电子和光子解离技术产生的nTDMS产物。将这些片段映射到ADH的晶体结构上可以看出，N端区域比C端区域更容易暴露于溶剂，而C端区域主要形成复合物的亚基-亚基界面。ADH的碎片离子中来源亚基界面断裂的仅占8%，大部分碎裂都发生在溶剂可及的N-端。图1 Complex-down MS和nTDMS分析流程图1 Complex-down MS（上）和nTDMS（下）碎片模式比较ADH的nTDMS分析充分展现了CAD在蛋白复合物高阶结构表征上的潜力，为了进一步验证，作者还选择了其他的蛋白复合物进行实验，如醛缩酶同源四聚体、谷胱甘肽巯基转移酶A1二聚体、肌酸激酶二聚体等。这些蛋白复合物在n-CAD-TDMS分析中都产生了与结构对应的碎片离子，说明基于CAD的nTDMS分析是具有普适性。当然也会存在一些例外，膜蛋白水通道蛋白(AqpZ)同源四聚体在nTDMS分析过程中产生了高丰度的单体亚基、二聚体、三聚体信号，这应该归因于AqpZ四聚体亚基之间的弱疏水结合界面，导致亚基的释放发生在共价键断裂之前，因此产生的b/y离子无法反映蛋白复合物的空间结构。相较而言，以盐桥为主要稳定作用的蛋白复合物，如ADH、醛缩酶等则更容易在nTDMS分析中产生肽段碎片离子。此外，基于CAD的nTDMS分析中还发现了大量的内部碎片，ADH产生的大部分内部碎片来源于溶剂可及区。尽管内部碎片难以辨认，但可以大幅度提高序列覆盖率，提供更精细的结构信息。一个从小分子裂解衍生到大分子解离的假设是，在实验的时间尺度内，由碰撞引起的激活是完全随机化的，并以沿着最低能量途径引导碰撞诱导的解离。然而，这些假设没有考虑到熵的要求，缓慢重排可能是释放亚基所必须的，例如重新定位盐桥将一个亚基与其他亚基相连。在碰撞次数或每次碰撞能量不足以碰撞出能释放亚基的罕见构型的情况下，以释放出更小的多肽碎片(具有更少的约束) 代替重排可能具有更高的竞争性。总之，本文展示CAD在nTDMS分析中的应用，无需基于光子或电子的活化方式，CAD可直接从蛋白复合物中获得肽段离子，并且该碎裂离子能够反映蛋白复合物的空间结构。撰稿：刘蕊洁编辑：李惠琳原文：Native Top-Down Mass Spectrometry with Collisionally Activated Dissociation Yields Higher-Order Structure Information for Protein Complexes参考文献1. Lantz C, Wei B, Zhao B, et al. Native Top-Down Mass Spectrometry with Collisionally Activated Dissociation Yields Higher-Order Structure Information for Protein Complexes. J Am Chem Soc. 2022 144(48): 21826-21830.

第59届美国质谱会(ASMS 2011)将于2011年6月5-9日在美国科罗拉多会展中心(丹佛市)举行，届时将有来自世界各地的从事与质谱领域相关的学生、科研人员以及仪器厂商参加此次盛会。在本届质谱会上获奖的各位科学家已经提前公布。 　　杰出贡献奖(The Award for a Distinguished Contribution in Mass Spectrometry) 　　该奖项用于奖励在质谱基础和应用研究领域做出独一无二的成果，并且在质谱领域有重要影响的科学家。获奖者并不限制于ASMS会员，获奖者会在ASMS年会上获得一万美元奖励和奖牌。2011年杰出贡献获得者是约翰斯霍普金斯大学医学院药理与分子科学教授Robert J. Cotter。 约翰斯霍普金斯大学Robert J. Cotter教授 　　在分子结构鉴定过程中，串联质谱(MS/ MS)是非常关键的工具。Robert J. Cotter利用高能量碰撞(达20keV)进行诱导解离，并在1993年率先发明和成功设计了第一个串联飞行质谱(TOF/TOF)。该质谱使用了两个双级反射器(rTOF/ rTOF)。为了在更广的质量范围内聚焦更多的离子，这种设计后来被单级反射器取代，之后又发展了出了弯曲场反射器，可以同时聚焦产生的所有离子。弯曲的场反射器后来在源后衰变质谱仪器中有广泛应用，克雷斯托公司(被岛津公司收购)获得了该技术的授权，然后推出了Kompact IV, AXIMA CFR和AXIMA CFR+质谱，之后岛津公司推出了AXIMA Confidence质谱仪。2004年，克雷斯托推出了简约化商品仪器Kratos AXIMA TOF2，然后是岛津公司推出了Performance质谱仪。总共有超过400台弯曲场反射器质谱被生产和出售。高能碰撞(20keV)的潜在的好处现在已经被认可，最令人兴奋的是在MALDI TOF质谱上进行“Top-Down”或者“Middle-Down”蛋白质分析。 　　Biemann奖(The Biemann Medal) 　　该奖项授予那些长期在质谱基础和应用领域做出突出贡献的个人，提名者应该在被提名的15年之内获得博士学位。该奖项是为纪念 Klaus Biemann教授而以他的名字命名的，Klaus Biemann教授在马萨诸塞州技术研究所工作的40年间培训了大量的学生和博士后，他与学生、博士后联合组织和其朋友共同捐赠设立了Biemann奖。获奖者不限于ASMS会员。获奖者会得到5,000美元奖励。2011年Biemann奖得者是德国癌症研究中心气相肽化学组负责人Bela Paizs博士。 德国癌症研究中心Bela Paizs博士 　　肽是蛋白质分解的中间产物，用串联质谱分析肽需要对在质谱中在进行的复杂的碎裂反应有深刻的理解。Bela Paizs在工作中详细对肽的结构、解离机理进行了详细的研究，使碰撞诱导解离图谱可以用基本的物理和化学原理来解释。Paizs还将各种实验技术(如：MS/MS，红外多光子解离，离子迁移谱，气相H / D交换)与先进的理论方法结合在一起进行研究。借助先进的数学模型，对“原始”实验室数据(碎片模式，红外光谱，碰撞截面等)进行处理，获得了宝贵的碎片离子的结构、热动力学方面的数据。除此之外，Paizs研究了b、y和a碎片离子的裂解途径，b碎片离子的干扰化学 最近他提出了通过重排反应来得到a碎片离子。Paizs将各种碎裂机理统一成一个综合的肽碎裂模型，这些成果大大推动了肽的表征，为在主流蛋白质组学领域发展先进的生物信息学工具打下了坚实的基础。 　　Ron Hites奖(RON A. HITES AWARD FOR OUTSTANDING RESEARCH PUBLICATION IN JASMS) 　　Ron Hites奖是办法给高质量的原创性论文。该奖项强调论文的创新性、技术质量、是否会促进未来的研究和应用、文章的编排质量等。印第安纳大学Ronald A. Hites教授于1988年创立JASMS期刊，该奖项是为了纪念他而命名的，奖金是2000美元。 普渡大学化学系Scott A. McLuckey教授 　　2011 Ron Hites奖获得者是普渡大学化学系Scott A. McLuckey教授，获奖的论文题目是：“Top-Down Tandem Mass Spectrometry of tRNA via Ion Trap Collision-induced Dissociation”，Huang, T.-Y., Liu, J.,&McLuckey, S. A. JASMS 2010, Vol. 21(6), 890-898. Scott A. McLuckey教授将奖金捐献给了来参会学生作为旅途费用。 　　研究奖( RESEARCH AWARDS) 　　研究奖是Robert Finnigan于1985年设立的，为了鼓励年轻年科学家推动质谱科学的研究。奖金是由赛默飞世尔科技和沃特世公司提供，本年度每位获奖者的奖金增加到了35000美元。赛默飞世尔科技资助的是华盛顿大学的Judit Villen女士，沃特世支助的是密西根大学Brandon Ruotolo先生。 华盛顿大学的Judit Villen女士 密西根大学Brandon Ruotolo先生 　　　　点击进入ASMS官方网站

近日，国家药典委员会发布公告，拟修订《中国药典》0431质谱法。为确保标准的科学性、合理性和适用性，现将拟修订的0431质谱法公示征求社会各界意见(详见附件)。公示期自发布之日起三个月。起草单位为中国食品药品检定研究院、中国医学科学院药物研究所；参与单位有山东省食品药品检验研究院、广州市药品检验所等。主要起草人为宁保明、张金兰。（部分删减内容）本次修订基本保留了《中国药典》通则 0431 质谱法的内容，同时根据质谱技术的应用实践及近年来的发展，并参考了其他药典中的质谱法和质谱法应用通则，增加了目前质谱法已经成熟的离子源、质量分析器、碎裂方式、数据采集模式、仪器确证、方法验证和确认等内容。除进行了多处删除外，本次修订新增了很多内容：（部分新增内容）总体来看，0431 质谱法修订内容如下：1. 概述将原通则中质谱仪的主要组成图进行了更新，增加了真空系统，与通则相关描述内容一致。增加了质谱技术在中药、化学药生物药和微生物鉴定等相关领域应用的简述。 2. 进样系统参考相关标准，将“一、进样系统”分为“直接进样”和“联用进样”两部分。在“直接进样”部分增加了非挥发性固体或液体样品分析的描述，“联用进样” 部分新增了“薄层色谱-质谱联用”、“热重分析-质谱联用”和“微流控芯片-质谱联用”和“质谱成像”的描述。 3. 离子源参考相关标准，删除了已经不适用的部分离子源内容，加了“电感耦合等离子体电离源”的描述。增加了“电子轰击离子源、电喷雾离子源和基质辅助激光解吸离子源等是最常用的离子源”的表述。 4. 质量分析器质量分析器的性能指标增加“质量准确度”的描述。根据质量分析器的应用进展并参考国外药典，增加了“四极杆质量分析器、离子阱质量分析器、飞行时间质量分析器和傅里叶变换质量分析器等是最常用的质量分析器”的表述。参照相关标准修改“3.离子阱质量分析器”的部分表述。参考国外药典，增加了“傅里叶变换静电场轨道阱质量分析器”和“同位素质谱”，并根据相关标准，将原通则中“离子回旋共振质量分析器”和“傅里叶变换静电场轨道阱质量分析器”合并为“傅里叶变换质量分析器”。增加了同位素质谱(Isotope mass spectrometer，IMS)相关表述。在串联质谱项下，将原通则中“产物离子扫描”、“前体离子扫描”、“中性丢 2024 年 2 月红色字体为删除内容，蓝色字体为增订内容 17 / 17 失扫描”、“选择反应监测”、“多反应监测”移至“五、数据采集方式”。增加了“四极杆串联质谱”、“离子阱串联质谱”和“离子淌度串联质谱”的描述。 5. 离子碎裂新增了“四、离子碎裂”项。 6. 数据采集方式新增了“五、数据采集方式”项。将原通则中串联质谱项下“产物离子扫描”、 “前体离子扫描”、“中性丢失扫描”、“选择反应监测”、“多反应监测”移至该项下。增加“全扫描”、“数据非依赖扫描”、“数据依赖扫描”的描述。 “数据依赖扫描”项下分列：“3.1. 产物离子扫描”、“3.2. 前体离子扫描”、“3.3. 中性丢失扫描”、“3.5. 选择反应监测”、“3.6. 多反应监测”，并增加“3.4. 选择离子监测(Selected ion monitoring，SIM)”和“3.7. 平行反应监测(Parallel reaction monitoring，PRM)”。 7. 仪器确证该项为新增内容。根据相关技术规范，增加了质谱仪和色谱-质谱联用仪的安装确证(IQ)，运行确证(OQ)和性能确证(PQ)等内容。 8. 方法验证与确认该项为新增内容。根据相关技术规范，列出了开展质谱方法验证或确认工作中需要关注的实验参数。 9. 测定法根据相关技术规范，新增了定性和定量分析项下的系统适用性要求和应用内容。 10. 名词和术语由于质谱不仅用于小分子化合物的分析，也用于大分子化合物和微生物的鉴定，因此，将待测化合物统一为待测成分，将供试品和样品也统称为样品，将对照品统称为标准样品，以涵盖不同的样品。英文缩写首次出现前给出了全称。参考国标的规定，将原子质量单位统一以 u 表示　　附件：附件 0431质谱法草案公示稿（第一次）.pdf

HDX-MS是一种基于蛋白质主链酰胺氢原子与氘水中氘原子交换而获取有关蛋白质高阶结构和动态信息的方法。该技术可以帮助研究蛋白质折叠机制、发现配体结合位点、突出变构效应，在生物医药行业中发挥重要作用。尽管HDX-MS在蛋白质分析中频繁使用，但它通常无法进行高通量分析，且受限于大于150 kDa蛋白的分析。此外，HDX-MS生成复杂的同位素峰型常伴有谱图重叠现象，导致氘代值被错误计算。随着样品复杂性的增加，这一问题会更加加剧。目前，数据处理的方法涉及到手动检查原始数据以筛选谱图，并丢弃有任何信号问题的肽段图谱。然而这种方法随着样品分子量和复杂程度的增加变得难以执行，且容易受到人为错误的干扰（图1）。因此迫切需要一种可以消除手动筛选数据的负担，同时能够兼容更复杂的谱图（来自复杂混合物或整个细胞裂解液样品的谱图）。本文作者使用了一种自动化HDX数据分析的方法，利用data independent acquisition（DIA）采集方法同时从MS1和MS2领域获取氘代数据，并开发了AutoHX软件来挖掘和分析HDX数据。图1.传统HDX-MS数据采集与分析流程和本文使用的数据采集和分析流程比较。针对使用HDX-MS时，碰撞诱导解离（CID）碎裂模式产生的肽段碎片会伴随着气相中的氘重组现象（即scrambling现象），会影响残基水平氘代值的准确测量这一问题，作者定量研究了HDX-MS2数据的特性。作者发现，scrambling与离子传输和碎裂能量有关，且在高传输效率的条件下scrambling较严重，因此首先使用较为温和的离子传输参数和碎裂能量能够降低scrambling程度。随后作者建立了可描述碎片氘代值与该肽段可碎裂位点数量之间的线性关系（图2）。随着碎片离子长度的增加，相应的碎片离子氘代值会线性增加，因此通过回归计算可以计算出整个肽段的氘代率。这种方法不仅利用了CID产生的碎片信息，同时更为准确的计算出肽段的氘代值，排除了肽段谱图重叠对计算氘代值的干扰。图2.在一条给定肽段中，HD scrambling中，氘代值与碎片长度的关系。接着作者提出使用DIA方法来获取HX-MS2实验中MS1和MS2域的氘化数据，以实现在不同质谱平台采集数据、采集复杂样品的信息、分析自动化数据，且使得通过CID产生的MS2中提取肽段氘代值成为可能。首先作者设置了尽可能小的DIA窗口，并使用了较大的窗口重叠区域，以最小化MS2谱图的复杂性并确保每条氘代肽段至少有一个窗口（图3）。同时，作者开发了一个名为AutoHX的软件（作为Mass Spec Studio中的插件），该软件自动选择理想的DIA窗口，并从MS1数据计算前体肽段的氘代值，以及从MS2数据计算所有碎片的氘代值。同时改进了HX-PIPE（为HDX-MS量身定制的搜索引擎），使其搜库结果直接应用于AutoHX的分析。随后AutoHX使用了一系列过滤器来从数据集中解析低质量信号，然后使用基于RANSAC的谱图分析器，为所有肽段及其碎片匹配最佳同位素集合，并绘制动力学曲线图。该方法显著提高了肽段序列覆盖的冗余度（图4），从而提高了测量质量。图3. DIA窗口设计示意。图4. 基于DIA采集模式得到的序列覆盖（糖原磷酸化酶B，phosphorylase B）与基于传统HDX-MS中MS1采集模式的结果比对。接着，软件会通过MS1和MS2数据收集到的肽段前体离子和肽段碎片离子的信息，计算出相应的氘代值，同时将所有重复组计算出的氘化值集合成一个分布（通常为正态分布）,并从该正态分布中，选择最接近平均值的组合，即为精确的氘代值，利用每个时间点的氘代值生成HDX动力学曲线（图5）。作者将手动筛选检查的数据与自动分析法获得的氘代数据进行了比对，结果具有一致性，验证了自动化方法的准确性和可靠性（图6）。同时在做同一样本不同状态HDX比较实验时，AutoHX可以生成氘代差异的显著性差异分析图（Woods plot）（图7），用于比较不同状态下的蛋白结构和构象差异。图5. 氘代曲线的组合方式。图6.手动MS1数据分析和AutoHX自动计算的氘代率对比。图7.氘代差异分析流程示意图。最后作者用两个蛋白体系验证了该方法的实用性和可靠性。第一个体系为DNA聚合酶ϴ （Pol ϴ ）与其抗生素药物novobiocin结合的结构变化。通过比较手动处理与自动化处理的数据，作者发现生成的氘代差异图结果相似，提示该方法具有较好的准确性，并能够定位结合带来的氘代上升和下降区域（图8）。第二个体系是DNA依赖性蛋白激酶（DNA-PKcs）与选择性抑制剂AZD7648的结合。使用AutoHX软件处理了六个HDX-MS实验的数据，快速生成了Woods图，发现大部分可检测到的稳定性增加集中在FAT和激酶结构域（图9b），还包括药物结合位点的铰链环区域（图9c），揭示了药物结合位点及其引起的动态性变化。这部分研究结果展示了自动化数据分析在药物结合研究中的有效性，特别是在分析大型蛋白质复合物和难以纯化的蛋白质时，为药物开发和疾病治疗提供了有价值的信息。图8.手动处理与自动处理的Pol ϴ 与novobiocin-bound Pol ϴ 的HDX数据作差对比。图9. DNA-PKcs+AZD7648的自动化HDX分析流程结果。总的来说，该研究开发了AutoHX软件，通过自动化数据分析和基于DIA的HX-MS2工作流程，显著提高了氢/氘交换质谱技术在蛋白质结构和药物结合分析中的效率与应用范围，使得这一领域技术更加易于使用并可供更广泛的科研社区应用。该工作的亮点，从实验设计上：考虑到了目前HDX-MS流程——数据采集、数据分析——中存在的瓶颈与局限。从方法学考察层面：方法验证科学严谨、周到。从技术上：大大降低了人工处理HDX-MS数据的成本，提高了检测能力，有提高检测通量的潜力。从科学思维上：利用了scrambling的规律，将普遍的问题转化成了机遇。HX-DIA提供了一个概念上的转变，降低了该技术的使用门槛，使该技术“平民化”。本文发表在Nat. Commun.上，题目为“Automating data analysis for hydrogen/deuterium exchange mass spectrometry using data-independent acquisition methodology”，作者是加拿大卡尔加里大学的David C. Schriemer。

2009年11月11日，中国北京&mdash &mdash 服务科学、世界领先的赛默飞世尔科技（纽约证交所代码：TMO）一直以其创新精神和专业素质为广大业界同仁所称道。2009年，金融海啸让全球深陷经济萧条的泥潭，裁员、通涨、破产等等众多负面消息不断涌出，挑战着人们的耐受力。当此危机时刻，赛默飞世尔科技力挽狂澜，推出众多优质色谱质谱新品及软件，足证其卓越的科研和经济实力。 TSQ Quantum Access MAX 三重四极杆质谱仪 TSQ Quantum Access MAX基于已有的TSQ Quantum三重四极质谱平台而设计的，质量范围m/z为10-3000。该系统可以做到高选择反应监测分析，可检测离子对数最高可达到3,000，这是离子选择进行高分辨定量分析的先驱者。该系统提高了分析物的选择性，实现更低的检出限和更高的准确度和精确度。目前，只有Thermo Scientific 双曲面四级杆质谱可以进行H-SRM，而在传输中最低的离子损失。H-SRM 的高选择性和QED-MS/MS数据分析系统在低浓度定量和结构确认方面提供了无可比拟的优势。 TSQ Quantum Access MAX具有新的高温电喷雾离子化探头-- HESI-II，使得该系统的检测灵敏度比先前产品提高了2倍。另一新的特征是，仪器高速的正负离子切换功能优于25ms，从而提高了效率，这使一次分析运行中进行多残留扫描分析成为可能。 LTQ Velos双压线性离子阱质谱仪 LTQ Velos 采用最新双压阱设计和大气压离子源（API），是目前世界上最快速、最灵敏的离子阱质谱仪。独特的双压阱技术采用两个独立的加压区域，使得离子处理和检测相互独立。此项设计允许分析中使用最优压力， 减少扫描时间的同时提高分辨率。 LTQ Velos卓越的数据质量和灵敏度使它成为复杂分析物分析，如生物样品中低丰度蛋白质的确认和小分子代谢物结构鉴定的理想之选。 在蛋白组学应用方面，速度和灵敏度方面的提升为复杂多肽混合物的分析提供更大的覆盖范围，并提高了小量样本中蛋白质鉴定的可信度。LTQ Velos的多级碎裂技术提供更为可信的序列分析和翻译后修饰（PTM）鉴定。更高速的扫描速率能将循环时间减少50%之多，并将鉴定的蛋白和肽段数量翻倍。 在代谢组学应用方面，双压阱技术提高了离子碎裂效率，从而提供更快、更可信的结构鉴定。提高的速度和灵敏度与多级质谱能力充分结合，最大限度地提高通量的同时保持了鉴定和定量多个共洗脱化合物所需的卓越的数据质量。 LTQ Velos可以升级为LTQ Orbitrap Velos，使实验室得以扩大其最初的投资，在保持灵敏度和分析速度的同时获得准确的质量和超高的分辨率的能力。 LTQ VelosTM离子阱液质联用系统被Instrument Business Outlook（IBO, 《仪器市场展望》）评为2009年美国质谱大会(ASMS)最佳新产品。该荣誉用来表彰当年美国质谱大会(ASMS)推出的最具创新性的产品。 LTQ Orbitrap Velos轨道阱质谱仪 LTQ Orbitrap Velos 将业界领先的 Orbitrap&trade 质量分析仪, 新高能碰撞解离池，和双压阱技术完美结合，确保提供超高分辨率和精确质谱数据。 LTQ Orbitrap Velos的高质量精确度通过降低假阳性结果从而为复杂样品中的蛋白质鉴定增加了速度和可信度。其超高分辨率能够提供完整蛋白质的分子量测定和等质量物种的深入分析，从而提供确定性的分析结果。对蛋白质组学研究人员来说，这些功能增加了序列覆盖范围和可信度，从而识别更多的蛋白质。 LTQ Orbitrap Velos新的HCD碰撞池更加高效，提高了同位素标记肽段的定量分析功能,诸如需要应用串联质谱标记（TMT）的分析。电子转移解离 (ETD)为高度敏感的翻译后修饰（PTM）分析和从头测序生成互补性信息。 LTQ Orbitrap Velos为代谢组学的研究人员提供高分辨的精确质量数据，确保结构鉴定更可信。 有了这些新功能，Thermo Scientific LTQ Orbitrap技术成为最可信的蛋白和代谢物鉴定、定性和定量的理想平台。 Transcend高效液相色谱系统 Transcend系统采用了Thermo Scientific TurboFlow技术和独特的多通路技术来提高质谱仪的样品通量。 TurboFlow技术是基于色谱原理的创新样品制备方法。这种在线自动过程处理技术结合了扩散、化学和体积排除的原理，在捕获感兴趣分析物的同时，快速消除基质干扰。最小程度的样品制备，高灵敏度的复杂样品分析，是TurboFlow技术的直接结果。Thermo Scientific独特的多通路技术让四个独立的、平行的LC系统共用一个质谱仪，大大提高了样品分析的产率。Aria操作软件能独立控制每一台LC，您可以同时运行四种不同分析。 Thermo Scientific Accela 600 泵 &ndash 专为高流速应用设计，在所有操作压力条件下都能以极小的脉动提供精准的流量和梯度。延迟体积仅90微升，减少了泵平衡和系统循环周期。 Accela&trade 600泵具有四元泵功能，流速高达5mL/分钟，最大工作压力高达600大气压。 软件平台 l 用于提高SRM 分析处理通量的智能选择性反应监测技术 (iSRM) 和为建立自动化方法及对基于SRM的目标肽段进行定量分析的Pinpoint软件。 l TraceFinder 软件---外延的预置方法菜单和报告格式让新用户也可方便地进行一般样品常规污染物的扫描。点击式的软件操作界面简化了目标化合物扫描和定量的操作步骤，并提高了运行速度。 l Thermo Scientific Watson LIMS 7.4 &ndash -包括一套与TSQ 系列质谱仪相连的内置的数据交换系统，可进行直接数据采集、峰值积分和重积分、存贮、归档和原始数据的报告。所有这些操作全都受控于Watson的中央Oracle数据库贮藏库。 l Mass Frontier&trade 6.0 &ndash - 新型软件包将为质谱谱图的管理、评估和解析提供精密的特性。它可广泛应用于小分子结构鉴定， 应用范围涉及包括药物开发和毒理研究过程中代谢产物的识别和杂质的分析等广阔领域。可提供全面的谱图数据和碎裂机理知识管理，通过简化MSn谱图解析而促进结构剖析。 疾风知劲草，岁寒见后凋。经济严冬无法阻止我们积极创新、奋勇前进。赛默飞世尔科技将一如既往的以优质的产品和服务回报广大用户。 关于Thermo Fisher Scientific（赛默飞世尔科技） 赛默飞世尔科技 （Thermo Fisher Scientific)（纽约证交所代码：TMO）是全球科学服务领域的领导者，致力于帮助客户使世界更健康、更清洁、更安全。公司年销售额超过105亿美元，拥有员工约3万4千人，在全球范围内服务超过35万家客户。主要客户类型包括：医药和生物公司，医院和临床诊断实验室，大学、科研院所和政府机构，以及环境与工业过程控制装备制造商等。公司借助于Thermo Scientific和Fisher Scientific这两个主要的品牌，帮助客户解决在分析化学领域所遇到的从常规测试到复杂研发的各种挑战。Thermo Scientific能够为客户提供一整套包括高端分析仪器、实验室装备、软件、服务、耗材和试剂在内的实验室综合解决方案。Fisher Scientific为卫生保健、科学研究、安全和教育领域的客户提供一系列实验室装备、化学药品及其他用品和服务。赛默飞世尔科技将努力为客户提供最为便捷的采购方案，为科学研究的飞速发展不断改进工艺技术，提升客户价值，帮助股东提高收益，为员工创造良好的发展空间。更多信息，请浏览公司网站：www.thermofisher.com 或www.thermo.com.cn

p style=" text-align: left " 　　 strong 一、质谱成像技术简介 /strong /p p 　　成像质谱(IMS)是一种非常灵敏的分子成像技术，可提供组合的分子信息和空间分辨率。它允许从组织切片、单细胞或其他物质表面直接鉴定和定位化合物分子。成像质谱研究的核心特点是质谱仪的高灵敏度、技术的无标签性、对肽和蛋白质的成像能力，以及从个体水平(几百微米)到细胞水平(几十纳米)空间分辨率。成像质谱允许在单个实验中同时检测数千个不同分子的图像。因此，它是一种有效的多组分分子成像技术。科学家们已经开发了许多不同的成像质谱方案和仪器来研究生物内源性化合物，如脂质、肽和蛋白质，以及外源化合物，如聚合物，或者用于研究组织处理药物的分布。这些研究提供了从亚细胞层次到有机体层次生物过程的详细情况。 /p p style=" text-align: center " img title=" 00.jpg" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201708/insimg/023209d6-c059-4300-b7e9-75b5d86cff30.jpg" / 　　 /p p & nbsp & nbsp & nbsp 当今，成像质谱主要是用于病理学离体组织研究的技术，并不具备MRI(磁共振成像)或PET(正电子发射断层摄影)扫描的体内诊断能力。然而，它可以作为体内成像的补充技术来验证生物分子的分布代谢规律或不同疾病阶段药物的递送方式。许多研究人员正在探究用这种补充成像方式来解决分子分布的具体问题。这种做法的理由很明显。没有其他单一的成像技术能够以适当的空间分辨率、时间分辨率及生物学状态提供分子结构和解剖信息的适当组合。与其他分子成像方法相比，如MRI，PET或免疫组织化学(IHC)，成像质谱有一个独特的特征：它可以使化合物分子可视化而又无需标记，这可以实现其他技术所不能实现的对新化合物分布规律的研究。通常，它是在使用影响色差的常规染色剂(例如通常用于组织染色的苏木精和曙红(H& amp E)情况下，可以做化合物分子鉴定的唯一工具。它可以用于常规组织学染色剂不可实现的化合物分子分布规律的研究。这是因为在病理学中使用的常规染色剂只提供一般组织分型，而不识别特定分子，不提供分子修饰及其组合信息等。不能被常见组织染色剂染色的几种药物和代谢物如表1所列。 /p p style=" text-align: center " img title=" (MS@0{[%]6Q49XJ@3VDOVZA.png" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201708/insimg/4e4940a0-12c9-4169-b75e-f37f5d2ef818.jpg" / /p p 　　 strong 二、质谱成像的解吸和电离技术 /strong /p p 　　IMS需要从被研究物质的表面解离和离子化化合物分子。主要有两种物理方法：(1)用载能带电粒子碰撞分析物表面，(2)用来自脉冲相干光源的光子照射表面。 /p p 　　1. 带电粒子的解吸和电离 /p p 　　带电粒子主要用于二次离子质谱(SIMS)成像。在这种方法中，分析物表面暴露于高能聚焦的一次离子束下。离子撞击会导致表面上下分子的级联碰撞，从而引起表面分子的移动和电离。随后，碰撞产生的二次离子可以进入质量分析器分析以确定其性质。碰撞能量通常会保持较低，以确保一次离子可以与不同区域表面分子相作用，并且确保已碰撞区域不再进行二次碰撞分析。低于表面层分析碰撞能量的实验被称为静态SIMS实验。高于该碰撞能量的实验，被称为动态SIMS实验。在动态SIMS实验过程中，分析物表面会发生持续的变化。在静态SIMS实验中，被分析的表面通常在1%以内。 /p p 　　在SIMS实验过程中，大量的内部能量被转移到表面分子中。这会导致表层化合物分子产生大量的碎裂。这使得该方法不适合直接研究大分子物质，如肽和蛋白质等。该方法可以较好地观测待测物表面元素和小分子化合物分布规律。化合物碎裂模式与电子碰撞电离中观察到的碎裂模式相似。 /p p 　　最常用的一次离子种类是铟和镓。它们主要应用于半导体表面上的元素和有机杂质研究，以及薄层表面涂层的研究。受益于较大簇离子或分子离子的应用，切片组织等生物表面也可以被分析。较大的一次离子有Aun+、Binm+、C60+等。这些离子可以使完整次级分子离子的产率更高，并且减少了分子离子碎裂。此外，这些离子的应用还可以显著降低对表面下层分子的破坏，从而增加三维成像实验成功的可能性。 /p p 　　所有的SIMS实验与以上所述的离子光束均需要保持真空环境，否则初级离子会因为平均自由程太短而不能到达分析物表面。解吸电喷雾电离(DESI)是大气压下的解吸和电离技术。它会产生电喷雾液滴，然后在大气条件下被传送到待分析物表面。溶剂液滴吸附到表面分子上，从而产生与常规电喷雾质谱电离相似的二次离子。这种方式可以产生带多电荷的准分子离子。据报道，该方法适用于多种待测物的表面分析，包括药物片剂、血迹和组织切片等。研究显示，DESI技术用于组织成像可以可视化观察脑和肿瘤组织切片中的磷脂和脂质。 /p p 　　2. 光子解吸、电离 /p p 　　2.1 LDI和MALDI /p p 　　能够从表面解离和电离分子的第二种方法是光子与表面分子产生相互作用。通常，脉冲激光束聚焦在分析物表面上。由表面层吸收的光子能量会导致表面材料的爆炸性去除或消融。 /p p 　　当使用红外(IR)或可见光时，光子能量主要转化为表面振转能量。在紫外线或真空紫外线(VUV)光下，光子能量增加可以引发大量的电子激发。如果积累在待分析化合物分子中的内部能量足以引起直接电离，该过程被称为激光解吸和电离(LDI)，如图1(a)所示。在激光解吸过程中积累的内部能量通常比较高，表面分子可以发生大量的碎裂。此外，有机化合物的低电离效率使得该技术不太适合于大分子质谱分析。这些情况下，可以应用激光解吸后电离(LDPI)策略来电离解吸过程中产生的中性粒子(图1(b))。后电离策略可以在真空条件下通过UV或VUV波长范围内的二次能量激光束照射实现。最近研究表明，激光解吸可以有效地与ESI离子源联用，从而在大气压力条件下可以进行激光烧蚀电喷雾电离(LAESI)(图1(c))。这种组合增加了可以用激光解吸策略分析的化合物类别，并能减少化合物碎裂。当与电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)组合时，激光烧蚀可以成功地用于待测品表面元素的定量分析。烧蚀的组分被等离子体源雾化并离子化成构成元素和同位素离子，随后通过质谱仪进行分析。当与光发射光谱法结合时，使用从ICP发射的光可以获得更多定量基本信息。 /p p 　　由于存在大量碎裂，直接LDI策略不适用于分子量超过500Da的生物大分子分析。这时可以选择使用能量调节基质。分析物混合或被涂布在待分析物表面上(参见图1(d))可以克服这个限制。在20世纪80年代晚期，由Karas和Hillenkamp构想的这种技术被称为基质辅助激光解吸和电离(MALDI)。它是现代蛋白质组学研究中的关键技术，可以应用于生物大分子，如蛋白质和DNA分子的解吸和电离。在复杂待测物表面的MALDI分析中，基质辅助方案有更多的用途。 /p p style=" text-align: center " img title=" 2.png" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201708/insimg/44bc0e85-da34-4110-9c06-ae524e9d48ad.jpg" / /p p 　　首先，应用基质后，它可以将复合物样品中的待测分子重构在基质晶体中间或者表面。这些分析物掺杂基质晶体的形成，可以将待分析物与其他辅助因子如盐等分离，并可以将大分子分散在基质中。用脉冲激光对晶体表面的后续照射能够快速地使样品过热。这是作为激光能量强吸收体的基体受到电子激发(UV-MALDI)或振动激发(IR-MALDI)作用的直接结果。协同运动的过热基质与其夹带的分析物可以被引导到的真空中。这有助于分析物分子气相化的非破坏性转变。基质的最后一个目的是通过电荷转移促进分析物分子的电离。该方法通常会使[M+X]+型的阳离子转化成完整的准分子离子，其中X表示产生的阳离子的类型。最常见的阳离子是氢、钠和钾。为保证分析成功，分析物分子必须与固体基质材料共结晶，并且这些基质应该是过量的。最常用的基质与分子的比例在103：1至105：1的范围内。根据经验，研究的分析物的质量越高，完全解吸所需的基质剩余越多。 /p p 　　2.2 MALDI在敞开环境中的应用 /p p 　　近来敞开式解吸策略的发展已经产生了一些进步，该策略也需要使用基质。类似于LAESI方法，其基质、分析物混合物需要在基材上共结晶，这样可以有更多完整样品从表面移除。 MALDI离子会受质谱入口和样品表面之间电场的作用而发生偏转。从MALDI基质上产生的中性粒子含有大量在真空MALDI实验中丢失的分析物分子。它们可以被吸附在尚未完全雾化的电喷雾液滴表面。接下来是常规的产生多电荷离子的电喷雾电离过程。该过程又缩写MALDESI(基质辅助激光解吸电喷雾电离)，它可以将MALDI在敞开环境中的优点以及电喷雾电离的灵敏性结合起来。 /p p 　　2.3 MALDI和液相色谱 /p p 　　MALDI技术和液相色谱(LC)分离技术的成功联用，提高了复杂混合物的分离检测效率。分析复杂混合物时，MALDI会受到显著的离子抑制。不同物化性质的化合物分子共存通常会导致一种或几种组分优先于其他组分离子化。离子抑制效应是许多分析学科量化研究的主要障碍。对MALDI质谱强度差异的解释本质上是定性的。克服该问题的一个方法是进行色谱分离以降低混合物的复杂性。许多nano-LC-MALDI方法已经实现了将分离时间尺度转换为空间分布尺度。自动点样技术可以将一系列二维纳升液相洗脱液滴(通常每滴为150纳升)沉积到MALDI基质预涂层上。也可以采用其他方法将基质溶液与LC洗脱液混合，并将该混合物液滴有序沉积在干净的基质靶板上用于质谱分析。 /p p 　　3. SIMS中基质的使用 /p p 　　使用能量调节基质材料的优点并非仅限于光子解吸和电离技术。MALDI质谱技术的成功使MALDI基质在SIMS(二次粒子质谱分析法)样品制备中的应用成为可能。分析物与MALDI基质(2,5-二羟基苯甲酸/DHB)的共结晶，更加方便了采用基质增强型SIMS(ME-SIMS)方法对质量超过10kDa的大分子离子进行检测。因此，这种仅基于SIMS电离方法产生完整大分子离子(肽，蛋白质，寡核苷酸)的技术是成功的。有人提出，基质在ME-SIMS中的作用与在MALDI中的作用相似：都是为分析物分子提供了一个嵌套环境，并提供了质子来增强电离。以DHB为基质可以获得最佳结果，可能解释是DHB提高了样品表面区域中分析物的浓度。由于ME-SIMS(与MALDI相比)仅检测表面50nm之内，所以分析物的定位在样品制备中至关重要。分析物分子必须存在于晶体的表面，因为在静态SIMS条件下不能检测到基质共结晶的较深层次。 /p p 　　 strong 三、成像质谱的空间分辨率 /strong /p p 　　IMS的一个关键参数是可实现的空间分辨率。空间分辨率决定细胞和组织表面可观察到的细节。获得质量分辨率图像的最常见方法是使用微探针或扫描模式。微探针模式质谱成像通过SIMS扫描样品上的电离探针束或移动样品通过MALDI对焦进行。对于每个特定位置，带电离子束与样品相互作用，存储坐标，并获得位置相关离子产生的质谱数据。以这种方式构建光栅，光栅中的每个点都具有与其相关联的质谱数据。使用专用软件，可以从这些数据集中构建质量分辨的离子图像。微探针成像实验中最大的可实现空间分辨率由微探针的尺寸决定。在技术上，光栅中每个点的精度是控制分辨率的另一个因素，但是对于SIMS和MALDI成像，通常这不是一个问题。此外，实验实现的空间分辨率受样品制备(基质)和灵敏度(信噪比)相关因素的影响。 /p p 　　1. 二次离子质谱(SIMS)和解吸电喷雾电离质谱(DESI)成像质谱的空间分辨率 /p p 　　SIMS使用离子源的大多是由液体金属离子枪构成。 Ga +和In +主要用于表面元素和小分子分析。使用这些枪可以获得的空间分辨率由发射器的大小，离子柱中的静电光学元件和主光束电流决定。后者通常保持较低以防止光束的空间电荷膨胀和分辨率损失。当在低电流下进行调谐时，这两支枪可以提供50nm的焦点。金属簇光束Aun+、Bin+以及C60+可以在非常低的光束电流下提供100-200nm的光斑尺寸。低光束电流通常需要更长的实验时间。因此，为了应用更大的束电流增加分析速度，空间分辨率通常会受到一定损失并减小到大约1μm。 DESI使用指向表面的带电溶剂液滴喷射流。喷射流与表面的润湿相互作用中，作用区域大小决定了空间分辨率。研究表明，DESI成像的常规空间分辨率为1mm左右。 /p p 　　2. 激光直接成像(LDI)和基质辅助激光解析电离(MALDI)成像质谱的空间分辨率 /p p 　　聚焦激光束的分辨率是波长决定的，并受阿贝衍射极限的限制。长波长的红外激光器难以聚焦在50μm以下。商业仪器中的UV激光光斑的物理尺寸限制在约10μm。在商业仪器上，大多数实验用激光光斑尺寸在50和250μm之间。这个选择是由灵敏度和完成实验所需的时间决定的。特殊的共焦目标可以将斑点尺寸减小到1μm，但是使用MALDI的这些小斑点所需的激光阈值通量对于组织中化合物的无损分析是不是太高仍存在实质性的争论。初步实验显示了其从分析物获取高分辨率图像的能力。替代方法是使用常规MALDI-ToF仪器的过采样方法增加空间分辨率。在这种方法中，激光探针点的移动增量小于光点直径。所有样品在第一个采样点完成后，每个采样增量都会从比激光焦点尺寸小得多的区域采集信息，从而达到增加空间分辨率的目的。这种方法的两个缺点是有限的质谱串联可能性和较大的总样品消耗量。 /p p 　　 strong 四、成像质谱仪：发展和改进领域 /strong /p p 　　使用上一节描述的解吸和电离技术，可以在复杂表面产生原子和分子离子。质谱图像的产生需要对这些产生的离子进行后续质量分析。现代质谱方法提供了一系列质量分析仪器来达到此目的。本文介绍三种类型的质量分析仪器，为生物表面的MALDI或SIMS质谱成像提供独特的分析能力。 /p p 　　1. 飞行时间成像质谱法 /p p 　　IMS中最常用的质量分析器是飞行时间分析仪。它需要产生脉冲离子，这一要求理想地与MALDI和SIMS要求兼容。所有离子都具有相同的加速电位。相同质荷比的离子将在其解吸过程产生的初始动能之上获得相同的动能。因此，它们的速度取决于它们的质荷比，并且离子可以通过在无场区域中的漂移而分离。离子检测是通过多通道板(MCP)类的粒子检测器实现的。ToF分析提供了非常宽的质量范围，该范围仅受大分子物质检测灵敏度的限制。MALDI-ToF-MS最多可以对数百万道尔顿的分子进行分析。微秒范围内的高传输效率和总飞行时间，为使用高重复率激光器进行高灵敏度表面检测提供了可能性。这使得高通量分析成为可能，而高通量分析正是大表面积样品分析的关键要求。分辨能力的提高可以通过补偿解吸过程产生的初始动能来实现。使用延迟提取，半球形静电扇形器件和反射镜等技术可以在m/z 1000下将半峰宽(FWHM)质量分辨率增加到m/△m = 30 000。用于化合物鉴定的串联质谱通常通过碰撞诱导解离(CID)或通过观察电离后亚稳离子的衰变实现。为此，两个独立的ToF系统可以以所谓的ToF / ToF配置串联。第一个ToF用于前体选择，第二个ToF用于产物离子分析。 /p p 　　2. 傅里叶变换离子回旋共振质谱法 /p p 　　傅里叶变换离子回旋共振质谱(FT-ICR-MS)是一种离子捕获技术，它决定了强磁场中潘宁离子阱中捕获离子的回旋加速频率。在外部离子源产生离子后，离子被转移到潘宁离子阱中，直到进一步分析。使用宽带射频电激发，所有离子被激发到大的回旋加速轨道。它们的轨道半径不仅增加，而在潘宁离子阱中，相同质荷比的离子也相互连贯地在轨道绕行。在绕行期间，它们可以在一组双检测电极中引起振荡图像电荷。该时域信号被数字化并进行傅里叶变换以产生回旋加速频谱。质谱图可以通过对回旋加速器方程w=qB/m校准产生。 /p p 　　FT-ICR-MS的主要优点是具有无与伦比的质量分辨率和质量测量精度，可用于从MALDI图像分析中发现新的结构细节。此外，使用捕获离子技术不仅允许CID，而且允许红外多光子解离(IRMPD)和电子捕获解离用于串联质谱的结构测定。分析速度受观测时域信号的长度和相关质量分辨率的限制。质量分辨率取决于轨道离子的相干时间。典型的分析时间是每像素1 s，与所用的离子源无关。可以通过增加磁场强度来降低相同分辨率下的瞬态长度。MALDI组织成像实验可以在FT-ICR-MS系统上进行，FWHM分辨率范围从40000到400000。(图2)。 /p p style=" text-align: center " img width=" 450" height=" 616" title=" 3.png" style=" width: 450px height: 616px " src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201708/insimg/91f3b7ae-f7c9-4edd-81d2-1fe8a264e388.jpg" border=" 0" vspace=" 0" hspace=" 0" / /p p 　　3. MALDI离子迁移成像质谱法 /p p 　　通过MALDI生成离子的迁移分离，质谱图中可以得到更多附加信息。离子迁移谱是基于离子通过碰撞横截面面积的分离技术。在离子迁移质谱中，有充气的漂移池用于质谱分析之前的离子分离，这些离子由于构象或组成变化而具有不同碰撞截面。当用于质谱成像时，除了空间维度和质谱维度之外，还增加了时间漂移的气相分离维度。离子迁移光谱法在两个主要方面有利于MALDI成像质谱的研究。首先，增加额外的分离维度能够检测到更多的质谱峰。离子迁移有利于减小质谱分析复杂度，并有助于不同种类化合物的分离，例如肽和磷脂。第二，质量与漂移时间选择结合使得等压肽或其它类似物分解为分裂谱。 /p p 　　离子迁移、MALDI与用于IMS的ToF-MS组合，能够通过其相关的消化肽片段定位和鉴定蛋白质。离子迁移分离可以鉴定通过常规MALDI-ToF-MS无法鉴定的等压离子。与传统的MALDI-ToF相比，该方法每次测量的观察峰数量增加，能够产生质量和时间选择的离子图像，同时可以对单个离子进行鉴定。图3所示结果证明了离子迁移飞行时间成像质谱(IM-ToF-IMS)对来自组织的蛋白质鉴定的可行性。 /p p style=" text-align: center " img title=" 4.png" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201708/insimg/bfc037cb-3061-4ea0-b5a6-6c3b3bf23e09.jpg" / /p p 　　组织消化与MALDI-IM-ToF-IMS方法相结合，可以对不同种类组织蛋白质鉴定实行“自下向上”的策略。 /p p 　　 strong 五、MALDI成像策略 /strong /p p 　　1. 质谱成像流程 /p p 　　不同解吸电离方法与不同质量分析器组合，为在单个组织样品上进行互补实验提供了可能性。 /p p 　　需要仔细的实验设计来确保获得相关的互补分子图像信息。图4中显示的实验工作流程提供了从单个组织生成六个补充图像数据集的示例。在该示例中，通过外科手术获得一块组织。组织中的细胞表达荧光标记的蛋白质，因此成像工作流程中的步骤是产生荧光图像。这提供了一种特定蛋白质的详细位置。在将衬底表面上的10-20μm薄片进行组织切片和安装之后，进行SIMS分析。这提供了在高空间分辨率下的低分子量成像MS数据。静态SIMS除去表面材料的不到1%，因此残留的表面仍然可以进一步分析。SIMS研究完成后，可以用基质涂层覆盖组织表面(参见“基质涂层”一节)。根据感兴趣的分析物，表面可以或不能被洗涤。洗涤方案对所得结果有重要影响。在图4的实验工作流程中，在基质沉积之前不进行洗涤以允许小的水溶性分子成像。在基质沉积后，进行的第一次分析是ME-SIMS。再次只有少量化合物分子从表面去除，晶体表面保持可用于后续的MALDI分析。ME-SIMS数据集提供了更大的完整有机分子(如脂质和分子量小于2000 Da的小信号分子)的信息。进行的下一个分析是具有略高于解吸阈值的激光注量的MALDI-ToF分析。 MALDI-ToF数据集包含有关内源性肽和完整蛋白的信息(取决于使用的洗涤方案和基质)。可以获得的最后一个MS成像数据集是MALDI-FTICR-MS数据集(或离子迁移率图像数据集)。这些技术需要去除大多数基质材料。它们可以提供高质量分辨率和质量精度信息，有助于识别构成图像的分子。任何残留的基质材料都可以从多次分析的表面上洗去，以便进行最终的H& amp E染色。这提供了其他的组织学信息，可以与成像质谱数据集结合来鉴定特定区域或组织类型。 /p p style=" text-align: center " img title=" 5.png" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201708/insimg/6e50bb6c-daeb-4a23-895c-3da7452a8caa.jpg" / /p p 　　2. 基体涂层 /p p 　　在MALDI和ME-SIMS分析之前，必须将基质溶液涂布于组织表面。基质溶液由有机溶剂如甲醇或乙腈组成，添加剂为弱有机酸如芥子酸(SA)或2,5-二羟基苯甲酸(DHB)和三氟乙酸(TFA)。加入TFA可增加分子的离子化质子的量。基质应用方法将强烈影响成像MS结果。应用方法将对灵敏度，表面扩散与空间完整性，空间分辨率，表面平坦度和分析速度产生影响。组织性质和环境参数影响组织中蛋白质的提取效率和基质的结晶。因此，控制基质沉积环境也是很重要。有几个实验室正在考虑创新的沉积方法，如基质升华。对于一般实验室，一般有两种基质沉积方法：点样和喷涂。 /p p 　　2.1基质点样 /p p 　　将基质溶液点样到组织部分时需要将分析物的扩散限制在斑点大小范围。已经开发了两种基质检测方法：手动或自动检测。手动点样产生微滴液滴，经常用于不需要生成图像的MALDI组织分析。自动点样使用更小的体积(pl)液滴，并产生约120-150μm的点样尺寸和约200μm的最小分辨率。两种不同类型的自动识别器用于基质沉积：喷墨式压电喷嘴和使用聚焦声波的液滴分配器。两个喷射器都可以释放100μl在组织上干燥成150μm直径的液滴。在这种情况下，成像MS分析的分辨率通常会受到大于分析光束直径的基质点样点的限制。 /p p 　　2.2 基质喷涂 /p p 　　基质喷涂使均匀小滴的基质溶液覆盖了样品的整个表面。气动、振动喷头或电喷雾可以使基质溶液变生液滴喷雾。喷涂可以手动和自动化的方式进行。手动喷涂采用手持气动喷枪或TLC喷雾器。通过喷雾装置与x-y机器人联用可以实现自动喷雾应用，也可以在较大的区域上进行基质沉积。使用振动喷雾器在较小的区域也可实现自动喷涂，其小型腔室主要控制湿度。喷涂后形成的晶体通常为10-20μm。为了获得更小的晶体，可以使用电喷雾，减小敏感度产生甚至小于1μm的晶体。当使用喷雾沉积时，激光束的直径限制了MALDI成像质谱的空间分辨率。 /p p 　　3. 鉴定策略 /p p 　　用于产生分子图像的质谱峰的识别是所有质谱图像策略中的关键步骤。选择时候，可以使用高质量分辨率以及准确的质量进行测量。通常需要结合其他策略，如使用MALDI串联质谱或其他分析策略来识别表面化合物种类。 /p p 　　3.1 MALDI串联质谱法 /p p 　　串联质谱使用是识别表面产生的不同化合物离子的合理选择。限制因素是前体离子选择的分辨率、裂解效率和方法灵敏度。在相同的位置，通常只能进行几个质谱实验。可以在单个位置进行的实验数量仍然取决于提供信号的激光照射的数量。在相邻位置执行串联实验的隔行扫描成像方法可部分克服此问题。一旦裂解模式已知，可以应用多重反应监测来确定化合物分布。 /p p 　　4. LC-MS / MS鉴定 /p p 　　研究可以使用互补组织匀浆和提取来产生组织成分的信息库。也可以使用LC-MALDI来解决混合物复杂性的问题，增加灵敏度，以及降低离子抑制效应。 /p p 　　在直接MALDI成像实验中观察到的MALDI图谱比较分析可以用作识别策略的一部分。在这些研究中，串联MS可用于识别在LC-MALDI靶上发现的各个化合物成分。 /p p 参考文献： /p p a title=" " href=" http://sci-hub.cc/10.1016/B978-0-08-043848-1.00028-6" target=" _self" The Development of Imaging Mass Spectrometry. /a /p p a title=" " href=" http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/B9780123744135000087" target=" _self" MALDI Techniques in Mass Spectrometry Imaging. /a /p p & nbsp /p

培训关键字：有机质谱谱图解析、面授、王光辉、苏焕华 授课专家 王光辉 中国科学院化学研究所质谱中心研究员，中国最早从事质谱研究的专家之一，参与了国内多项质谱仪器的研发工作，有丰富的理论知识、实践经验和培训教学经验。著有《有机质谱解析》等专著。 苏焕华 北京石油化工科学研究院高级工程师,70年代初开始有机质谱应用研究，参与了国内质谱仪器的研发工作，组织过多种质谱应用技术培训，有丰富的教学经验。著有《色谱-质谱联用技术及应用》等专著。 范国樑 天津大学材料科学与工程学院、副教授；天津市色谱研究会秘书长；天津市分析测试协会副理事长；中国色谱学会理事。专著"有机结构波谱分析"-质谱部分20万字，天津大学出版社出版。在chromatography A、分析化学（中国）、色谱（中国）等期刊发表论文40多篇。做为项目负责人完成973项目、天津市自然基金、科技部攻关项目十余项。获天津市技术发明奖二、三等奖两项。发明专利10项。 课程内容 一、谱图解析基础知识 二、离子的丰度 三、离子碎裂的基本机理 四、常见有机化合物的质谱图特征 五、由质谱图推测分子结构 六、NIST谱图库检索实用技术 注：学员可自带原始数据采集文件，讲师可采用学员的文件作为案例进行分析 更多课程内容请直接电话咨询010-51654077-8123。 其他信息： 培训机构： 信立方培训中心 适用对象： 使用有机质谱联用仪进行常规检测、科研或研发的技术人员。 费用:3800元/人 开班地点:北京市 开班时间:2015-05-26 培训天数: 共4天 地址：外国专家公寓（华严北里8号院外国专家大厦） 报名方式： 联系人： 安先生 Email： job@instrument.com.cn 联系电话： 010-51654077-8123 传真：010-82051730

有机质谱分析基于不同质荷比(m/z)的带电离子在电场或磁场中的不同运动行为进行定性或定量分析，具有灵敏度高、样品用量少、分析速度快、同时进行多组份分析等优点。近年来在我国发展很快，广泛应用于食品安全、环境保护、化学化工、制药、生命科学、材料科学等各个领域，成为日常工作中非常重要的定性定量分析方法。质谱的定性分析基于对质谱谱图的解析而实现，但由于有机化合物种类繁多，繁杂的裂解规律不易记忆，又缺乏解析的思路和方法，很多质谱分析人员在拿到谱图后常感觉到无从下手。 为适应广大分析技术工作者的需求，信立方培训中心将于2015年8月18日-21日在北京举办第十二期有机质谱谱图解析专题培训班，欢迎有志提高有机质谱谱图解析水平的分析人员来参加。 培训时间：2015年8月18-21日 培训地点：外国专家大厦（华严北里8号院外国专家大厦（北四环） 适用对象： 各企事业单位、科研院所从事食品卫生、检验检测、石油化工有环境监测及等行业负责分析测试的技术人员，以及各大专院校相关专业在校研究生及分析中心等技术人员。 学习目标： 系统掌握有机质谱谱图解析的基本方法，了解有机化合物的裂解反应类型和基本裂解规律，结合实例讲解谱图解析的基本思路和方法，为有机质谱的定性分析打下坚实基础。 课程特色： p 讲师均为长期从事质谱分析研究的高职人员，具有丰富的理论知识和实践经验； p 有机质谱谱图解析的基础知识、基本规律和精选实例相结合，深入浅出，通俗易懂； p 独有的有机质谱谱图解析水平测试题，可清楚的对比学习前后的技术水平； p 学员可带问题参加学习班，在学习班和专家即时讨论交流，解决实际问题； 授课专家： 　　1、王光辉 中国科学院化学研究所质谱中心研究员，中国最早从事质谱研究的专家之一，参与了国内多项质谱仪器的研发工作，有丰富的理论知识、实践经验和培训教学经验。代表著作：《有机质谱解析》； 　　2、苏焕华 北京石油化工科学研究院高级工程师,70年代初开始有机质谱应用研究，参与了国内质谱仪器的研发工作，组织过多种质谱应用技术培训，有丰富的教学经验。代表著作：《色谱-质谱联用技术及应用》； 3、授课专家不宜公开； 授课大纲： 　一、谱图解析基础知识 　 1、原子中电子的排布 　　2、奇电子离子与偶电子离子 　　3、氮规则 　　4、环加双键值 　　5、同位素峰 　　6、单分子反应 二、离子的丰度 　 1、质荷比与离子丰度包含的结构信息 2、影响碎片离子丰度的基本因素 三、离子碎裂的基本机理 　1、断裂 　2、环的开裂 　3、重排反应 　4、置换反应 　　5、消除反应 四、常见有机化合物的裂解及质谱图特征 　　1、碳氢化合物 　　2、醇、酮、醛、酸、酯、醚 　　3、胺类、酰胺类 　　4、卤代物、硝基化合物 5、腈 五、由质谱图推测分子结构 　　1、基本方法及思路 2、实例练习 六、NIST谱图库检索实用技术 　　1、NIST谱图库简介 　　2、NIST谱图库主要功能 3、NIST谱图库检索实例 培训费用 每人3800元，2人以上组团报名可每人优惠100元（含报名费、培训费、资料费、培训期间每日午餐费用）。 颁发证书 参加相关培训并通过考试的学员，可以获得： 由信立方培训中心颁发并有授课老师签字的结业证书。该证书可作为有关单位专业技术人员能力评价、考核和任职的重要依据。 报名咨询 联系人：李茹 电话：010-51654077-8119/15910410867 邮箱：liru@instrument.com.cn

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.

贾伟 沃特世科技（上海）有限公司实验中心 PEG修饰蛋白及多肽类药物后，可在不产生毒性、不损害药效的情况下，通过增加蛋白类药物的溶解性、减少免疫原性、增加稳定性、延长体内药物半衰期等功效增强大分子药物的疗效。PEG的这种功效在1970年代后期被发现，到了1990年PEG化修饰的Adagen被美国FDA批准，至今已有若干个PEG修饰的大分子药物上市销售，这些药物在癌症、肝炎、痛风、糖尿病等疾病治疗中为患者带来了福音。 明确PEG修饰位点、确定修饰位点的数量、以及表征PEG的聚合度分布性是PEG化大分子药物运用于临床前以及药品质量监控必须且非常重要的工作。由于PEG的高分子聚合物性质，由PEG修饰后的蛋白及多肽的结构变得极为复杂。在早期对其进行质谱分析，特别是对PEG的聚合度分布性分析方面，多使用MALDI离子源类型的质谱。这是因为MALDI源离子化的样品，所带电荷数较少（单电荷离子居多），因此其质谱图相对简单；而通过ESI源离子化的样品将携带多个电荷，这使离子信号复杂，致使其质谱图谱较难解析。随着LC-ESI技术的发展， 美国Indiana大学的Lihua Huang等学者通过在色谱分析柱后加胺的技术，使样品的ESI离子化时的荷电数适当减少，从而使PEG化样品的ESI图谱得到高效的解析[1]。而MALDI TOF类质谱由于质谱分辨率的限制（目前MALDI TOF分辨率在8万内），面对分子量动辄十几万甚至更高的PEG化蛋白，其可获得的数据质量较差，因而MALDI方法可得到的PEG化蛋白的有效结构信息非常有限。 Lihua Huang等学者进一步开发了ESI Q-TOF分析PEG化蛋白的修饰位点的质谱方法[2]。这种方法包括源内裂解（ISF，In Source Fragmentation）与二级质谱（MS/MS）两个步骤。在第一步ISF过程中，PEG化多肽的PEG部分被裂解而变短；在第二步MS/MS过程中，多肽被打碎产生b、y离子碎片。通过分析携带缩短的PEG链的b、y离子信息，最终得出确切的PEG化修饰位点。ISF与MS/MS为什么可以分别 &ldquo 选择&rdquo 碎裂PEG化多肽的PEG与多肽两个部分呢？推测与PEG化多肽的电荷分布有关。在PEG化多肽的离子化过程中，PEG的醚键附着了大量的H+，并在ISF下完全断裂，而使冗长的P EG链缩短到一两个单位大小。之后的MS/MS过程中，由于缩短的PEG链已无H+附着不再断裂。而多肽在MS/MS中获得了碎裂的机会，并产生携带&ldquo PEG短标签&rdquo 的b、y离子碎片。论文中，研究人员运用此方法成功地分析了IgG4与胰高血糖素的PEG修饰位点。 参考文献 (1) Huang L, Gough PC, Defelippis MR. Characterization of Poly(ethylene glycol) and PEGylated Products by LC/MS with Postcolumn Addition of Amines. Anal Chem. 2009, 81, 567-577. (2) Lu X, Gough PC, DeFelippis MR, Huang L. Elucidation of PEGylation site with a combined approach of in-source fragmentation and CID MS/MS. J Am Soc Mass Spectrom. 2010, 21, 810-818

p style=" text-align: justify line-height: 1.75em " 　　仪器信息网讯 沃特世近日公布了用于高分辨质谱产品的全新碎裂选件和成像选件，能够为生物医学、生物制药和食品研究等诸多领域的科学家提供更大的研究自由度，助力其探索肽、蛋白质及蛋白质复合物等复杂物质。 /p p style=" text-align: justify line-height: 1.75em " 　　 strong span style=" color: rgb(0, 112, 192) " Waters Cyclic IMS系统新增碎裂选件 /span /strong /p p style=" text-align: justify line-height: 1.75em " 　　 span style=" text-indent: 2em " 沃特世的高性能SELECT SERIES Cyclic IMS系统将新增碎裂选件来协助科学家们进行蛋白质、肽、游离寡糖和其他生物分子的结构研究，这一全新的电子捕获解离（ECD）碎裂选件由沃特世与e-MSion, Inc.公司合作开发。 /span span style=" text-indent: 2em " ECD是基于电子的碎裂技术，结合Cyclic IMS系统的离子淌度质谱和碰撞诱导解离（CID）功能，可以提高天然蛋白质和特征性肽段的序列覆盖率，在用于大分子蛋白分析时还能发掘出更多的结构信息，这是之前的技术无法实现的。 /span /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em " 多功能的Waters Cyclic IMS系统可以扩展离子淌度分离，还能执行IMS sup n /sup 实验（例如，由IMS筛选离子，之后将其碎裂，再通过IMS筛选出特定的碎片离子，然后重复这一过程），获得有关单个分析物的详细结构信息。 /p p style=" text-align: justify line-height: 1.75em " 　　 span style=" color: rgb(0, 112, 192) " strong DESI XS成像源可完美适配Waters SELECT SERIES Cyclic IMS、SYNAPT XS和Xevo G2-XS质谱仪 /strong /span /p p style=" text-align: justify line-height: 1.75em " 　　在过去的6年时间里，Waters一直积极参与质谱成像技术领域，并专注于DESI(解吸电喷雾电离)成像，为了继续在质谱成像领域取得成功，自2019年10月1日起，Waters公司从Prosolia公司和普渡研究基金会获得了DESI技术的独家权利。凭借DESI技术与现有的MALDI技术的互补，Waters公司将致力于在质谱成像领域开展更多的探索。 DESI XS通过内部设计，提供一个重新设计的源代码，以完全兼容SELECT SERIES Cyclic IMS、SYNAPT XS and Xevo G2-XS QTOF质谱仪。 /p p style=" text-align: center" img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 600px height: 364px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202006/uepic/9a33fe8b-d03c-4385-91f1-57be9962216b.jpg" title=" 2.png" alt=" 2.png" width=" 600" height=" 364" border=" 0" vspace=" 0" / /p p style=" text-align: justify line-height: 1.75em " 　　与开放的DESI源相比，新的源设计包括一个部分密封的外壳，增加了环境稳定性，并减少了样品分析期间的大气干扰。它为用户和样品提供了一个安全的环境，为溶剂蒸汽和样品气溶胶提供了一个潜在的屏障，同事保护分析下的样品不受污染。 /p p style=" text-align: center" img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202006/uepic/9bc2b94b-f6c2-4027-babc-2631d67bee96.jpg" title=" 3.png" alt=" 3.png" / /p p style=" text-align: center" img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202006/uepic/d2a488be-4593-4340-97e8-13d4b37e6d20.jpg" title=" 5.png" alt=" 5.png" / /p p style=" text-align: center" img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202006/uepic/6baa825c-915c-462d-948a-ea681253fb34.jpg" title=" 4.png" alt=" 4.png" / /p p style=" text-align: justify line-height: 1.75em " 　　与之前的自上而下的可视化不同，该源还提供了一个摄像头来观察DESI喷雾机和样品的侧面。这有助于用户更容易地为DESI分析找到最佳喷涂位置。此外，该源拥有集成电子和气体处理，可以在用户分析结束后自动关闭气体和电压。 /p p style=" text-align: justify line-height: 1.75em " 　　 span style=" color: rgb(0, 112, 192) " strong MassLynx质谱软件新增软件接口，连接Skyline软件更便捷 /strong /span /p p style=" text-align: justify line-height: 1.75em " 　　 span style=" text-indent: 2em " 沃特世现面向使用MassLynx软件4.2版控制Waters Xevo TQ-S micro和Xevo TQ-XS质谱仪的客户推出全新Skyline软件接口。Skyline是一款免费的开源软件，适用于靶向蛋白组学分析。借助这个接口，科学家可以开发和优化LC-MS/MS多反应监测（MRM）方法，通过特征性肽段方法定量肽或蛋白质酶解物。MassLynx/Skyline接口是一款简便易用的工具，在药物发现研究涉及的生物分析或靶向蛋白质组学实验中，可用于自动优化和微调串联四极杆质谱仪上的高灵敏度MRM分析方法。 /span /p p style=" text-align: justify line-height: 1.75em " 　　 span style=" color: rgb(0, 112, 192) " strong 产品供货情况 /strong /span /p p style=" text-align: justify line-height: 1.75em " 　　 span style=" text-indent: 2em " 配备ECD和DESI XS选件的SELECT SERIES Cyclic IMS系统将于今年第四季度开始发货，已经在使用Cyclic IMS的客户届时也可以在现有仪器上加装新的选件。DESI XS现在可随新款Xevo G2-XS QTof和SYNAPT XS系统提供，还可作为升级选件加装到已经安装的Xevo G2-XS QTof和SYNAPT XS系统中。 /span /p p br/ /p

p 　　LC-MS/MS作为蛋白组学分析的主要手段，所分析的样品分子过于微小肉眼不可见，需要借助色谱图、质谱图判断其表现，但你看到文章里的质谱图是否感觉迷惑不解，甚至色谱图和质谱图傻傻分不清呢?文章返修编审让补充的有注释信息的二级质谱图究竟是个什么东东?今天小编带你一起解密。 /p p 　　我们常说的图谱分为两类，色谱图与质谱图。色谱图评价的是母离子在色谱上的表现，质谱图则是一级母离子和二级碎片子离子在质谱里的信号表现。这里小编跟你分享一个区分两种图谱的秘密，那便是看横坐标，横坐标是时间轴的为色谱图，横坐标是质荷比的那就是质谱图了，不管色谱图还是质谱图，纵坐标都是信号强度! /p p style=" text-align: center " img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201706/insimg/d2a264a0-7451-4f84-98dc-0b5062ac709e.jpg" title=" 1.jpg" / /p p 　　常见的色谱图有Basepeak图、TIC图、XIC图 质谱图经常提到的是一级质谱图，二级质谱图，b,y离子匹配图(有注释信息的二级质谱图)，下面我们逐一看过来。 /p p 　　 strong 【色谱图】 /strong /p p strong 　　Basepeak 图： /strong /p p style=" text-align: center " img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201706/insimg/363edb6d-6fda-4948-81e5-4c0da2a627b5.jpg" title=" 2.jpg" / /p p 　　看到上图，做过LC-MS/MS实验的童鞋是不是有一种似曾相识的感觉?你肯定在哪里见过。 /p p 　　Basepeak图是色谱分离过程中将每个时间点质谱检测信号最强的肽段的强度值连续描绘得到的图谱。图中峰多信号强说明样品复杂度高量也足。由于上机的样品是蛋白质酶解后的肽段，所以如果你要问小编能否将鉴定到的蛋白质在basepeak图上标出来，答案是不能!!! /p p style=" text-align: center " img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201706/insimg/0e1dca0d-99a3-4c0d-83e6-259c06cc0fd8.jpg" title=" 3.jpg" / /p p strong 　　TIC图： /strong /p p 　　全称为Total ion chromatogram，即总离子流图，相比Basepeak图是用每个时间点质谱信号强度最高的母离子绘制的图谱，TIC是样品中所有离子的色谱图。 /p p style=" text-align: center " img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201706/insimg/8d76db07-faf1-4889-a7a7-d28156306780.jpg" title=" 4.jpg" / /p p strong 　　XIC图： /strong /p p 　　全称是Extracted ion chromatogram，即提取离子流色谱图,为某个特定母离子的色谱图，XIC图的峰面积可以用于蛋白定量分析。 /p p style=" text-align: center " img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201706/insimg/30b83abf-94dc-44f3-a7c4-305e22fc80fa.jpg" title=" 5.jpg" / /p p 　　 strong 【质谱图】 /strong /p p 　　一级质谱图是一次质谱全扫描内所有母离子的信号分布图，二级质谱图是特定母离子在高能碎裂后产生的二级离子的信号分布图，样品经质谱鉴定后生成的质谱文件实质是数万张一级质谱图和二级质谱图的叠加。 /p p 　　原始二级质谱图，如下图(m/z=377.54)，为实际检测到的二级离子的质荷比的分布图，只有一个个孤独的峰，代表一个个孤单的子离子，没有归属，只有将其大小与宗氏族谱(理论的肽段序列碎裂后生成的二级离子分布)匹配后，方能知道其名姓(肽段序列)。匹配后的图就是文章里提到的有注释信息的二级图，也叫做b,y离子匹配图。修饰组学及一段肽的蛋白发文章时可能会被要求提供b,y离子匹配图。 /p p style=" text-align: center " strong img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201706/insimg/741b86e1-6126-4e8e-a498-782c779009ae.jpg" title=" 6.jpg" / /strong br/ /p p style=" text-align: center " 　　B,y离子匹配图 /p p 　　将实际检测到的二级离子的质荷比分布与肽段序列断裂后理论形成的子离子匹配后的图谱。 /p p style=" text-align: center " img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201706/insimg/383ca26b-e241-4004-8430-5f9ab963f299.jpg" title=" 7.jpg" / /p p 　　肽段在能量作用下断裂后会生成一个个b,y离子对。左面的碎片为b离子，右边的碎片为y离子，以上图为例，KTQAASVEAVK理论生成的b,y离子对为： /p p 　　第一个氨基酸与第二个氨基酸中间断开(K|TQAASVEAVK)，则生成b1=K(从左往右数1)，y10=TQAASVEAVK(从右往左数10) /p p 　　第二个与第三个氨基酸中间断开(KT|QAASVEAVK)，生成b2=KT,y9= QAASVEAVK 其他位置断开，依次类推……。 /p p 　　本肽段中如果第一个氨基酸K上发生了泛素化修饰(已经标红)，我们应该如何找出该位点被修饰的证据呢?请往下看。(哎哎继续往下看，别走神儿!) /p p style=" text-align: center " img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201706/insimg/e98257d8-53f4-496b-9f0e-c37fb645c9ce.jpg" title=" 8.jpg" / /p p 　　肽段碎裂后检测的b3(KTQ),b4(KTQA)离子可能带有修饰集团，以b3为例，如果K上发生修饰，则b3的分子量应该比不带修饰的b3(KTQ)理论分子量(376.22-18.01(QA连接是脱了水的)=358.21)多一个修饰集团glygly-的分子量(114.04)，即=358.21+114.04=472.25，而我们检测到的b3离子的分子量刚好为472.25，说明b3(KTQ)离子携带了泛素化修饰集团.因泛素化常发生在K上，推测应为K发生了泛素化修饰。 /p p br/ /p