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质谱重均分子量

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质谱重均分子量相关的资讯

  • 全自动粘度仪—聚异丁烯粘均分子量测定
    聚异丁烯(Polyisobutylene,PIB)是由异丁烯经正离子聚合制得的聚合物,其分子量可从数百至数百万。它是一种典型的饱和线型聚合物。分子链主体不含双键,无长支链存在,其结构单元为-(CH2-C(CH3)2)-,其中无不对称碳原子,并且结构单元以首一尾有规序列连接。聚异丁烯可以耐酸碱。如氨水、盐酸、60%氢氟酸、乙酸铅水溶液、85%磷酸、40%氢氧化钠、饱和食盐水、800}硫酸、38%硫酸+14%硝酸的侵蚀,但不能抵抗强氧化剂、热的弱氧化剂(如60%的高锰酸钾)、某些热的浓有机酸(如373K的乙酸)和卤素(氟、氯、漠)的侵蚀。聚异丁烯的应用领域与其分子量密切相关切。通常,低分子量聚异丁烯和中分子量聚异丁烯可以用作油品添加剂、胶薪剂、密封剂、涂料、润滑剂、增塑剂和电缆浸渍剂。高分子量聚异丁烯叮用作塑料、生胶及热塑弹性体的抗冲击改性添加剂等。聚异丁烯具有饱和烃类化合物的化学特性,侧链甲基紧密对称分布,是一种性能独特的聚合物。聚异丁烯的聚集态和性质取决十其分子量和分子量分布,黏均分子量在70000~90000范围时,聚异丁烯发生由翻性液体到弹性固体的转变。通常,根据聚异丁烯分子量的大小分为以下系列:低分子量聚异丁烯(数均分子量=200-10000);中分子量聚异丁烯(数均分子量=20000-45000);高分子量聚异丁烯(数均分子量=75000-600000);超高分子量聚异丁烯(数均分子量大于760000)。 粘度法是测定聚合物分子量较为简捷的方法。特性粘度[η]是高分子溶液浓度趋近于零时的粘数值或对数粘数值(ηsp/C或Inηr/C)。在甲苯溶剂中,高分子物质的分子量和特性粘度的关系:用此计算公式计算得到分子量。实验所需仪器:卓祥全自动粘度仪、多位溶样器、自动配液器、万分之一电子天平。实验所需试剂:甲苯、无水乙醇。(AR级)溶剂粘度的测定:卓祥全自动粘度仪设置到实验目标温度值并且稳定后,加入甲苯,软件中启动测试任务待结束。粘度管的清洗:启动卓祥全自动粘度仪清洗、干燥程序,仪器自动将粘度管清洗干燥后待用。样品制备:在万分之一天平上称量到0.0001g,通过自动配液器将溶液浓度配制到**/ml,再将样品瓶放置到多位溶样器室温中溶解,溶解完毕后取出待用。样品粘度的测定:加入样品,启动软件中特定公式测试,待任务结束。粘度管的清洗:再次启动卓祥全自动粘度仪清洗、干燥程序,仪器自动将粘度管清洗干燥后待用。
  • 全自动乌氏粘度仪-甲基乙烯基硅橡胶粘均分子量测定
    甲基乙烯基硅橡胶简称乙烯基硅橡胶,是由二甲基硅氧烷与少量乙烯基硅氧烷共聚而成,乙烯基含量一般为0.1%~0.3% (摩尔分数)。少量不饱和乙烯基的引入使它的硫化工艺及成品性能,特别是耐热老化性和高温抗压缩变形有很大改进。甲基乙烯基硅氧烷单元的含量对硫化作用和硫化胶耐热性有很大影响,含量过少则作用不显著,含量过大【达0.5% (摩尔分数)】 会降低硫化胶的耐热性。甲基乙烯基硅橡胶具有很好的耐高、低温性,可在-50~250℃下长期工作,防潮、电绝缘性,耐电弧,电晕性。耐老化、耐臭氧性。表面不粘性和憎水性。压缩变形小,耐饱和蒸汽性。广泛应用于耐高、低温密封管、垫圈、滚筒、按键胶辊、瓷绝缘子的更新换代。按照GB/T 28610粘均分子量测定方法。粘度法是测定聚合物分子量较为简捷的方法。特性粘度[η]是高分子溶液浓度趋近于零时的粘数值或对数粘数值(ηsp/C或Inηr/C)。在甲苯溶剂中,高分子物质的分子量和特性粘度的关系用下式表示: [η]=KMα式中:K-----常数,K=9.46×10-3;M----粘均分子量; α-----特性常数值;α=0.71用此计算公式计算得到分子量。实验所需仪器:卓祥全自动粘度仪、多位溶样器、自动配液器、万分之一电子天平。实验所需试剂:甲苯、无水乙醇。(AR级)溶剂粘度的测定:卓祥全自动粘度仪设置到实验目标温度值并且稳定后,加入甲苯,软件中启动测试任务待结束。粘度管的清洗:启动卓祥全自动粘度仪清洗、干燥程序,仪器自动将粘度管清洗干燥后待用。样品制备:在万分之一天平上精准称量精确到0.0001g,通过自动配液器将溶液浓度精准配制,再将样品瓶放置到多位溶样器室温中溶解,待溶解完毕取出待用(室温静置需N小时以上)。样品粘度的测定:加入样品,启动软件中特定公式测试,待任务结束。粘度管的清洗:再次启动卓祥全自动粘度仪清洗、干燥程序,仪器自动将粘度管清洗干燥后待用。按照以下公式1-5计算:ηr=t/t0---------------------------------------------------1ηsp=ηr-1--------------------------------------------------2c=m/v---------------------------------------------------3[η]=KMα-------------------------------------------------5式中:ηr------相对粘度;t ------溶液时间值,单位为秒(s);t0-----溶剂时间值,单位为秒(s);ηsp-----增比粘度;c------样品的浓度,单位为克每毫升g/ml;m----样品质量,单位为g;v---溶剂体积,单位为ml;[η]------特性粘度;M----粘均分子量; K-----常数,K=9.46×10-3; α-----特性常数值,α=0.71;
  • 脂溶性聚合物环氧树脂及甲基硅油分子量分布测定
    脂溶性聚合物环氧树脂及甲基硅油分子量分布测定刘兴国 熊亮 曹建明 金燕美丽而寒冷的冬天又到了,室外大雪纷飞,喜欢运动的小伙伴们由户外转战室内,场馆内羽毛球、乒乓球、篮球大战相继上演,运动的身姿和蓝绿色地面、明亮的篮板构成了一道道靓丽的风景线。你可知道这漂亮的场地和器材是用什么材料制造的吗?学化学的你可能回答:“有机材料。”其实这些都是聚合物材料,绿色和蓝色的防滑地面材料为环氧树脂,有机玻璃的篮板材料为聚甲基丙烯酸甲酯。这些均为脂溶性聚合物材料的产品,它们已渗透到日常生活和高端科技的方方面面,从每天要用到的塑料袋到航天材料都可看见它们的身影。 今天,飞飞给大家重点介绍两种脂溶性聚合物。一种是低分子型环氧树脂,是由双酚A和环氧丙烷在氢氧化钠作用下缩聚而成,室温下为黄色液体或半固体,耐热、耐化学药品、电气绝缘性好,广泛用于绝缘材料、玻璃钢、涂料等领域,是常用的基础化工材料。另外一种为甲基硅油,它具有突出的耐高低温性、极低的玻璃化温度、很低的溶解度参数和介电常数等,在织物整理剂、皮革涂饰剂、化妆品、涂料和光敏材料等领域广泛应用。 分子量分布是表征聚合物的重要指标,对聚合物材料的物理机械性能和成型加工性能影响显著。常用测定方法有:粘度法、激光光散射法、质谱法和体积排阻色谱法 (SEC法),其中凝胶渗透色谱法(GPC法)作为体积排阻色谱法的一类,方便快捷、设备普及,具有广泛适用性。通过本文,飞飞给大家介绍以聚苯乙烯为标样,GPC法测定低分子量环氧树脂以及甲基硅油分子量的方法,通过对分子量分布的准确控制可以很好地保证产品的质量。变色龙软件GPC扩展包可以非常方便地将采集的GPC数据进行处理,快速地得到分子量分布的信息,而且该扩展包完全免费。 本实验仪器配置如下:仪器:赛默飞 U3000高效液相色谱仪泵:ISO3100 Pump自动进样器:WPS 3000SL Autosampler柱温箱:TCC3000 Column Compartment检测器:ERC 521示差检测器变色龙色谱管理软件 Chromeleon CDS 7.2 1. 环氧树脂分子量测定双酚A型环氧树脂基本结构及以它为材料制造的体育馆环氧地坪见图1:图1 双酚A型环氧树脂基本结构及体育馆环氧地坪色谱条件如下:分析柱:TSKgel G2500HXL 300*7.8mm,P/N:0016135(适用分子量范围100-20000);TSKgel G3000HXL 300*7.8mm,P/N:0016136(适用分子量范围500-60000);TSKgel G5000HXL 300*7.8mm,P/N:0016138(适用分子量范围1000-4000000);三根色谱柱串联分析。柱温:25℃RI检测器:过滤常数:2s,温度:35℃流动相:四氢呋喃,流速1.0mL/min进样量:15µL 对照品为聚苯乙烯,分子量分别为162,370,580,935,1250,1890,3050和4910;称取适量对照品用四氢呋喃超声溶解,浓度0.02mg/mL。样品用四氢呋喃溶解,浓度0.1mg/mL,测定谱图见图2。 图2不同分子量聚苯乙烯对照品测定谱图注:580和370两个对照品出厂报告上polydispersity多分散系数分别为1.13和1.15,分子量集中度差,所以峰形呈现为多簇小峰。其余对照品多分散系数均小于1.05,峰形呈对称单峰。 校正曲线及相关系数如下: 图3 校正曲线校正曲线方程y=-0.0006x3+0.0502x2-1.5496x+20.4439,相关系数R=0.9998。不同厂家不同批次环氧树脂样品测定结果如下: 表1 环氧树脂样品测定结果样品名称 重均分子量Mw样品-1 387样品-2 401样品-3 396 2. 甲基硅油分子量测定测试甲基硅油的分子量及其分布,常用的GPC方法是采用甲苯或四氢呋喃作为流动相,但是由于甲苯属于管制类试剂,不易购买,因此飞飞采用四氢呋喃(THF)作为流动相来测定硅油的分子量及其分布,结果显示分离与色谱峰形均较好。对照品为聚苯乙烯,分子量分别为1210,2880,6540,22800,56600和129000;称取适量对照品用四氢呋喃超声溶解,浓度约1.0mg/mL。样品用四氢呋喃溶解,浓度1mg/mL。色谱条件如下:分析柱:Shodex KF-805L 8.0*300mm(适用分子量范围300-2000000);柱温:30℃RI检测器温度:31℃流动相:四氢呋喃,流速0.8mL/min进样量:100µL 对照品测定谱图及校正曲线如下:图4 对照品测定谱图及校正曲线 校正曲线方程y=-0.0182x3+0.5987x2-7.1522x+34.6655,相关系数R=0.9996。甲基硅油样品测定结果数均分子量为20727,重均分子量为36273,Z均分子量为59280,Z+1均分子量为91320。总结到这里,飞飞给大家介绍了采用U3000液相结合变色龙软件采集和处理数据,分析低分子量环氧树脂和甲基硅油分子量的方法,由于两者分子量范围差异较大,实验采用了两组不同分子量的聚苯乙烯标准品作为对照品。对于环氧树脂由于需要测定的是低分子量聚合物且对照品分子量接近,所以采用了三根截留分子量不同的凝胶柱串联进行测定,结果更为准确。变色龙GPC分子量计算扩展包功能强大,导入和使用方便,为广大变色龙工作站用户扩展使用GPC功能带来便利。本文介绍的为脂溶性聚合物的分子量测定,对于水溶性聚合物的分子量分布测定,飞飞这里有较多应用文章供大家参考,感兴趣的朋友可联系我索取,这里给大家提供一篇最常用的,右旋糖酐40的分子量分布测定,扫描以下二维码既可查阅。
  • 全自动乌氏粘度计在超高分子量聚乙烯(UHMWPE)中的应用
    超高分子量聚乙烯英文名ultra high molecular weight polyethylene简称为UHMWPE,是一种线性结构的具有优异综合性能的热塑性工程塑料。普通高密度聚乙烯的分子量约为2-30万,而超高分子量聚乙烯则具有至少150万的分子量,因此它具有一般工程塑料难以比拟的一些优异性质,例如超高的耐磨性、抗低温冲击性、耐环境应力开裂性以及自润滑性,它在高性能纤维市场上,包括从海上油田的系泊绳到高性能轻质复合材料方面均显示出极大的优势,在现代化军工和航空、航天、海域防御装备等领域发挥着举足轻重的作用。超高分子量聚乙烯(UHMWPE)材料的分子量是其核心指标,分子量的高低影响材料的强度、韧性和耐磨度。在超高分子量聚乙烯(UHMWPE)材料的生产和研发中,乌氏毛细管法因简单、方便、快捷且经济成为首选测定方法,其中ASTM D4020-2011及GB/T1632.3-2010标准中也对乌氏毛细管法测聚乙烯的黏均分子量作出了相关规定。乌氏毛细管法实验操作简便、效率高、数据精准,在大多数高分子材料检测及相关质量控制中都起到关键作用,尤其是目前在很多行业中使用的自动乌式黏度计,以自动化的精确高效替代人工及数据误差,节省人力的同时进一步提高了实验数据的准确性。以杭州卓祥科技有限公司的IV3000X系列超高温全自动乌式黏度计、MSB系列多位溶样块、ZPQ智能配液器一整套黏度测试设备为例: 实验流程:1. 智能配液过程使用ZPQ智能配液器进行配液,点击配液功能后,直接输入浓度和质量(可通过连接天平直接获取),可直接计算出所需要的目标体积进行移液并且精度可达0.1%。可避免因手动配液方法导致的精度差、效率低及数据误差等问题。ZPQ智能配液器还具有密度计算功能,移取液体体积后,输入质量(可与天平通讯,直接获取),即可自动计算出密度值。2. 溶样过程MSB系列多位溶样块,采用金属浴的方式进行加热溶样并具有自动搅拌功能,同时最多可容纳15个样品。溶样效率快、转速可调、溶样时间可调、溶样温度可调、溶样温度可达180℃。3. 测试过程IV3000X系列超高温全自动乌式黏度计可实现自动连续测量,全程无需人员看管。并且采用的智能红外光电传感器,保证测量时间可到毫秒级,控温精度可达±0.001℃,可有效确保实验数据的精度,避免人工实验导致误差。4. 测试结果:IV3000X系列全自动超高温乌式黏度计连接电脑端,得出结果可在计算机上直接显示,并有数据储存、多样化粘度分析报表等多种功能。5. 粘度管清洗干燥过程:仪器可自动排废液,自动清洗并干燥粘度管,粘度管无需从浴槽中取出,粘度管不易损坏,减少耗材成本支出。清洗模式可多种选择,同时具有废液分类收集功能,减少废液回收成本及避免因多种废液混合导致的风险。IV3000X系列全自动超高温乌式黏度计可实现自动测试、自动排废液、自动清洗,自动干燥,告别了粘度管是耗材的时代。
  • 解决方案 | GPC在测量壳聚糖分子量及分布上的应用
    壳聚糖及其测定壳聚糖是目前研究最多的多糖类天然高分子材料,对于生物体来说,壳聚糖具有优良的生物相容性和降解性。将其植入人体后,可被人体组织中的酶缓慢吸收,是用来制作缝线和创伤覆盖材料的高分子材料。由于其优越的性能,使得壳聚糖在化工、 轻工、 医药、 食品及环境保护等领域中的开发应用研究十分活跃。 壳聚糖的学名为β-(1,4)聚-2-氨基-D-葡萄糖,是甲壳素最重要的衍生物,是除蛋白质以外含氮量MAX的有机氮源,也是自然界中仅有的碱性多糖,其相对分子量通常在10万-30万,但几乎不溶于水,其中分子量是影响壳聚糖溶解性的主要因素之一,分子量越低其溶解性就越好。 凝胶色谱法(GPC)是测定壳聚糖相对分子质量及其分布的常用方法,这将有助于推动壳聚糖作为生物医用材料的选择和设计。 应用案例——GPC测定壳聚糖本案例基于Waters1515凝胶色谱仪,搭配Ultrahydrogel色谱柱,对市售壳聚糖的相对分子量及分布进行计算。1、仪器 ▲Waters1515凝胶色谱仪,配示差检测器 2、标准品聚乙二醇标准品套组 3、实验条件01RI流通池温度40 °C02流动相50 mM 的醋酸+100 mM 硝酸钠缓冲液03流速0.45 mL/min04色谱柱Waters Ultrahydrogel 2000柱,7.8 ×300 mm05柱温40 °C 06样品稀释剂50 mM 的醋酸+100 mM 硝酸钠缓冲液07进样量50 μL08数据处理软件Empower QS +GPC计算模块色谱数据软件09样品处理1 mg/mL的壳聚糖4、结果与讨论壳聚糖样品的色谱图如下: 图1. 壳聚糖样品色谱图 利用Empower QS中GPC选项的功能,采用标样的保留时间绘制标准曲线,来计算壳聚糖样品的分子量分布,软件会自动计算出对应的重均分子量(Mw)、数均分子量(Mn)、多分散性等相关参数。 连续6针进样的重复性色谱图如下,通过计算Mw的RSD小于0.2%,表明此方法重复性良好。 Waters GPC优势行业先驱 Waters 从 1963 年起就致力于 GPC 技术的研究和开发,经过 50 多年的发展,使Waters 成长为 GPC 技术的引航者。专业 多项*技术加持,保证检测结果的准确性及重现性。易上手 简单、易操作,性能稳定,专为高聚物领域量身打造。参考文献[1] 凝胶渗透色谱法研究壳聚糖生物材料酶降解过程的均匀性[2] 用GPC研究壳聚糖氧化降解过程中的分子量及其分布_刘羿君[3] 壳聚糖作为医用高分子综述-王霞
  • 基质升华重结晶法进行低分子量代谢产物质谱成像分析
    p style=" text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em " 自质谱成像技术于二十世纪80年代前半期诞生以来,至今为止不断持续着技术改革,并被广泛运用于以新药研究和代谢产物研究领域为首的众多领域中。如今仍以提升灵敏度和空间分辨率、重现性等为目标,不断进行着技术改良。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em " 同时,也开发出多种离子化所需的基质,如何从这些基质中选出适用于检测目标化合物的基质成为重点。 span style=" text-indent: 2em " 除基质选择外,其涂布方法也会对分析结果造成很大影响,因此,现有多个应用于检测目标化合物的基质涂布方法正在研究中。大致可分为喷雾法和升华法两种方法,两种涂布方法均有自己的优缺点,现阶段经常会同时使用两种方法。本公司开发了能控制基质膜厚的基质升华涂布装置iMLayer(图1),对涂布方法进行研究。 /span /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em " 我们针对以往难以重结晶的基质9AA,开发了升华后重结晶的方法,并在此进行报告。此外,还将对小鼠肝脏中低分子量代谢产物的MS成像结果示例进行介绍。 /p p style=" text-align: right text-indent: 2em line-height: 1.75em " ——R.Yamaguchi, E.Matsuo, T.Yamamoto /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em " span style=" color: rgb(0, 112, 192) " strong 1、不同基质涂布方法对MS成像分析造成的影响 /strong /span /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em " 基质涂布方法对基质的结晶形成和MS成像分析造成的影响如表1所示。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em " 与升华法相比,通过喷雾法生成的基质的结晶较粗,并可能因样本中所含成分的渗漏导致空间分辨率降低。均匀性较差,基质溶液干燥后结晶时会依赖湿度和温度等周围环境,因此重现性也会变差。另一方面,样本中所含化合物的提取效果较好,可能提高检测灵敏度。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em " 相比之下,升华法具有结晶较细、难以渗漏、均匀性好、重现性良好的特点,是高空间分辨率成像所不可或缺的方法。但相对的,其样本中成分的提取效果不佳,在灵敏度上可能存在不利的一面。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em " 实际的测量灵敏度依赖于检测化合物的结构。例如,在分析磷脂质等时,采用升华法便具有足够的灵敏度,诸如胺碘酮等药物可以足够的灵敏度完成MS成像(参考应用文集B61)。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em " 另一方面,在检测小鼠肝脏等器官中含有的ADP 和ATP 等低分子量代谢产物时,通过升华法进行基质涂布,由于没有任何提取效果,无法得到足够的灵敏度。因此,绝大多数例子都是通过喷雾法涂布9AA来实施MS成像,但其空间分辨率相对较低。于是,我们对将DHB和CHCA上使用的升华后重结晶法涂布9AA所需的条件进行了研究。 /p p style=" text-align: center" img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202006/uepic/0178e2f4-5edd-42fd-ab37-3b27f1e3173b.jpg" title=" 微信截图_20200619165723.png" alt=" 微信截图_20200619165723.png" / /p p style=" text-align: center text-indent: 2em line-height: 1.75em " 图1 基质升华装置iMLayer /p p style=" text-align: center " 表1 基质涂布方法对结晶形成和MS成像分析造成的影响 /p p style=" text-align: center" img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202006/uepic/962223c2-c637-4894-9498-e953c6d6b688.jpg" title=" 2.png" alt=" 2.png" / /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em " span style=" color: rgb(0, 112, 192) " strong 2、基质升华后重结晶法 /strong /span /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em " span style=" text-indent: 2em " 对9AA进行升华后重结晶。如图2所示,将含有5%甲醇的滤纸和升华处理后的样本放入相同容器中,于37℃的恒温环境下静置5分钟。此时,滤纸中的5%甲醇蒸发,渗入样本中,在提取样本中化合物的同时会使少许9AA结晶溶解。之后将其真空干燥器内干燥10分钟,使溶解的9AA进行重结晶。 /span /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em " span style=" text-indent: 2em " /span /p p style=" text-align: center" img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202006/uepic/b1b946ad-81b9-4670-bd42-0b2b1b03f739.jpg" title=" 33333333333333.png" alt=" 33333333333333.png" / /p p style=" text-align: center text-indent: 2em line-height: 1.75em " span style=" text-indent: 2em " 图2 9AA升华后重结晶的方法 /span /p p style=" text-indent: 2em line-height: 1.75em " span style=" text-indent: 2em " /span /p p style=" text-align: center" img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202006/uepic/8767d240-e8eb-44fc-8470-cff5822571a1.jpg" title=" 444444444.png" alt=" 444444444.png" / /p p style=" text-align: center " 图3 成像质谱显微镜iMScopeTRIO /p p style=" text-align: center " 表2 iMScope i TRIO /i 测量参数 /p p style=" text-indent: 2em line-height: 1.75em " span style=" text-indent: 2em " /span /p p style=" text-align: center" img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202006/uepic/69636f83-0667-4f8a-a02b-4d1c757bc977.jpg" title=" 55555555555.png" alt=" 55555555555.png" / /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em " span style=" color: rgb(0, 112, 192) " strong 3、使用升华后重结晶法提高MS成像灵敏度 /strong /span /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em " 对9AA升华后重结晶的小鼠肝脏样本,使用成像质谱显微镜iMScope& nbsp i TRIO /i (图3),根据表2的参数进行质谱成像分析。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em " 对比升华法进行基质涂布样本与升华后重结晶样本的分析结果、比较其分析区域的平均质谱图(图4)。仅采用升华法时、能强烈检测到基质9AA的峰(m/z 385.14)(图4▼),基本上检测不到低分子量代谢产物的峰,但通过实施升华后重结晶,使来自低分子量代谢产物的峰强度增加(图4▼等),确认其提升检测灵敏度的效果。此外,其他多个低分子量代谢产物的MS图像,通过升华后重结晶的处理,能够获得更为清晰的MS图像(图5)。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.75em " 针对难以重结晶的9AA开发的升华后重结晶方法,充分利用升华法的优势成功实现了无损且高灵敏度的MS成像分析。 /p p span style=" text-indent: 2em " /span /p p style=" text-align: center" img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202006/uepic/0bbf3127-6052-4b6a-af7e-a0c6fc57f542.jpg" title=" 6.png" alt=" 6.png" / /p p style=" text-align: center " 图4 质谱图(升华法和升华后重结晶法的比较) /p p style=" text-align: center" img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202006/uepic/de208828-8702-40d6-8202-037e64b3f190.jpg" title=" 7.png" alt=" 7.png" / /p p style=" text-align: center " 图5 MS图像(升华法和升华后重结晶法的比较) /p p br/ /p
  • 赛默飞:DMT+Orbitrap质谱 实现超大分子量的蛋白直接检测
    质谱仪器作为一种质量检测仪器,被应用到各个学科领域中,尤其是在化学化工、环境能源、医药、生命及材料科学等领域发挥着重要作用。在常规质谱分析中,被分析物质首先被离子化,随后各种离子被引入真空中的质量分析器,在分析器中的电场或磁场作用下,离子的运动特性随其质荷比不同而产生差异,因而造成时空上的分离,并由检测器依次检测出来。而在这种原理下,质谱仪测量的是离子的质荷比(m/z),而不是质量本身。利用质谱仪器对样品的分析过程中,样品的雾化过程十分关键。目前,常用的电喷雾技术原理是由John Fenn提出的电喷雾电离(ESI)技术,这一理论也获得了2002年的诺贝尔化学奖。通常对蛋白质这种大分子来说,ESI质谱中都会呈现多种价态的谱峰群,群落中的每一组为某个电荷态该蛋白质的各个同位素峰、盐峰以及加合物峰等。由于电荷态z通常是连续的整数分布(例如z = 11,12....21,22...),人们可以通过计算不同电荷数对应的群落m/z的间隔来推算各组的电荷数z,进而求出实际的质量m的分布,也可以使用软件进行解卷积得到m分布。这种分析手段对于分析分子量较小(分子量在5万以下)、简单纯净的蛋白样品还是很有效的。然而,在实际应用中对天然蛋白和病毒颗粒的分析却不那么简单。随着分子量上升,分子结构越来越复杂,各种翻译后修饰使被测蛋白的分子量出现差异化,很宽的质量分布(可达上千Da)使得不同价态的峰群连接在一起。如图1所示,这种缺少电荷状态以及同位素峰的“死亡驼峰”,我们很难通过解卷积的形式进行分析。并且,对于很多糖蛋白,分子量超过3、4万就出现峰群交叠,无法用解卷积软件来获得分子量的分布信息。因此,对于大生物分子的质谱分析,仅靠提高仪器的分辨率是无济于事的。在这种情况下,电荷检测质谱(CDMS)技术便成为了我们的“救命稻草”。电荷检测质谱(CDMS)通过同时测量单个离子的质荷比和电荷数,进而计算获得离子质量m。因此,相较于其他类型质谱,CDMS技术的关键是如何准确地测量单个离子的电荷。目前,电荷检测质谱技术还没有现成的商品化仪器,只有能够自己开发质谱仪器硬件,或自己改编FTMS软件的专家才能进行这样的实验。而在今年的ASMS会议上,赛默飞公司重磅推出了直接分析质谱技术(DMT),并将其结合在了Orbitrap上,这使得超大分子量的复杂蛋白的直接质谱检测成为了可能。直接分析质谱技术其原理是:在Orbitrap中检测来自离子沿中心电极的中心轴旋转的轴向频率,进而确定离子的m/z信息;与此同时,来自外电极上的感应电荷振幅也会被检测,从而确定离子的电荷z的信息。直接分析质谱技术模式为 Orbitrap 质量分析仪增加了电荷检测功能,能够同时测量数百个单个离子的质荷比 (m/z) 和电荷数 (z)。这使得 Orbitrap 质量分析仪可以直接计算分析物的质量,而不需要根据 m/z 去卷积。根据 m/z 去卷积的方法依赖于测量结果中已分辨的电荷状态和/或同位素分辨的信号。直接分析质谱技术模式提高了分辨率,并且扩展了动态范围,提高了可获得的质量测量结果的上限,同时由于单个离子测量的灵敏度较高,可以从浓度明显较低的样品中采集到更有价值的数据。
  • 分析利器丨MALDI-TOF 高效表征小分子化合物的分子量
    MALDI-TOF对小分子化合物分子量的快速确认小分子通常指分子量小于1000 Da(尤其小于400 Da)的有机化合物,包括天然产物(生物体合成)及各类人工合成的有机小分子。质谱技术由于可以精确测量各类化合物的质量,被广泛应用于小分子的分子量表征及结构鉴定工作。通常小分子分子量表征常用手段是LCMS,实则MALDI-TOF同样可以用于小分子化合物的分子量确认,且具有更高的效率。MALDI-TOF MS表征小分子分子量的方案特点:1快!每天可分析数千个样品2直接上样分析,无需样品分离3所需样品量较少,单次上样体积只需1 μL以内4除可溶性样品外,还能够分析难溶性样品MALDI-TOF分析小分子的工作流程小分子测试案例分享01各类化合物(原料、物料、产品)分子量及杂质检测在药品、化工品等产品生产过程中,对投入的原料、物料以及终产品进行分子量和杂质检测,是生产质量控制的重要内容。下图中,通过质谱信息可以直接了解寡核苷酸合成原料亚磷酰胺单体的分子量及杂质信息。寡核苷酸合成原料亚磷酰胺单体质谱图02小分子有机合成反应跟踪、产物确认在有机合成中,鉴定反应产物和了解反应进程极其重要。MALDI-TOF MS可以快速测量化合物进行半定量反应跟踪和产物确认。通过化合物单同位素峰的分布,还能轻松识别出溴和氯的存在与否。下图中原料双(氯甲基)苯的信号强度在反应18小时后降低,产物双(溴甲基)苯在反应18小时后强度增加。反应不同时间获得的反应产物的质谱图比较03有机功能材料合成确认有机功能材料包括有机光电材料、有机导电材料、有机磁性材料、有机催化材料等。MALDI-TOF MS可以快速进行有机功能材料的合成确认。下图中,通过样品同位素分布模式及质量数的实际检测结果与理论值的比较,可以准确判断产品合成是否成功。半导体材料及有机发光二极管材料的质谱图04难溶性颜料分子量分析颜料通常不溶于水和一般有机溶剂,常见的颜料包括无机颜料、偶氮颜料、钛菁颜料等。由于颜料的难溶解性,不能使用传统LCMS或GCMS方法进行分子量检测,而MALDI-TOF MS由于不需要分离,分析时不受溶解性限制,可以检测不溶性颜料的分子量,用于鉴别颜料种类或者颜料生产合成质控。难溶性颜料钛菁红的质谱图结语MALDI-TOF MS具有前处理简单、能够快速获取从低分子量到高分子量各类样品的分子量信息,无需分离、不受样品溶解性限制等优点,为医药行业药物发现、有机合成产物确认、化工领域颜料、乳化剂等各类化工产品分子量分析、有机功能材料的合成确认提供快速检测手段。撰稿人:顿俊玲本文内容非商业广告,仅供专业人士参考。
  • 质谱成像技术概念及质谱成像方法介绍
    p   现代生物学研究已经不再停留在仅从组织中识别一种特殊的化学成分,或者蛋白成分上了,我们需要精确的了解这些物质是如何分布,如何构成的,解答这些问题需要更进一步的实验技术,比如免疫组化或免疫荧光检测方法,但是这些技术需要特殊的抗体,而且效率低,偏差大。 /p p   因此研究人员将目光转向了质谱技术上,以质谱为基础的成像方法不局限于特异的一种或者几种蛋白质分子,可在组织切片中找到每一种蛋白质分子,并提供这些蛋白质分子在组织中的空间分布的精确信息,而事先无需知道所检测蛋白的信息,不需要对待测物进行标记,分析物可以其最初的形态被检测,同时可对这些蛋白质分子含量进行相对定量,适用于研究生物分子的反应。 /p p   质谱成像(Imaging Mass Spectrometry,IMS)这种最新原位分析技术主要是利用质谱直接扫描生物样品,分析分子在细胞或组织中的 “结构、空间与时间分布”信息。其基本流程(以质谱分析生物组织标记物为例)见下: /p p style=" text-align: center " img title=" 9a504fc2d56285350618456392ef76c6a6ef63fc.jpg" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201708/insimg/640b0273-3ad1-4c6a-b6bf-22df33199709.jpg" / /p p   简单而言,质谱成像技术就是借助于质谱的方法,再配套上专门的质谱成像软件控制下,使用一台通过测定质荷比来分析生物分子的标准分子量的质谱仪来完成的。但是随着这项技术的不断发展,也陆续出现了许多针对各种问题的新技术。 /p p   最早的质谱成像技术是基质辅助激光解吸电离(MALDI,matrix assisted laser desorption ionization)质谱分子成像技术,由范德堡大学(VanderbiltUniversity)的Richard Caprioli等在1997年提出,他们通过将MALDI质谱离子扫描技术与专业图像处理软件结合,直接分析生物组织切片,产生任意指定质荷比(m/z)化合物的二维离子密度图,对组织中化合物的组成、相对丰度及分布情况进行高通量、全面、快速的分析,可通过所获得的潜在的生物标志物的空间分布以及目标组织中候选药物的分布信息,来进行生物标志物的发现和化合物的监控。 /p p   正如数字图像包括三个通道:红、绿、蓝一样(单个亮度定义了每个像素的颜色),质谱成像也包含了数以千计的通道,每一个对应于一个特殊的光谱峰值,“你可以通过质谱方法从这些像素中获得任何信号,然后调整图像中所需分子像素的相对亮度,最后得到一张分子特异性的成像图。” /p p   这种方法可用于小分子代谢物、药物化合物、脂质和蛋白,而且质谱成像能相对快速的利用许多分子通道,完全无需特殊抗体。下面列出五种先进的质谱成像方法。 /p p    strong I. 挑战高分子量蛋白——MALDI质谱分子成像技术 /strong /p p   在对组织或生物体进行成像,分析小分子构成的时候,有一个“拦路虎”总是阻碍实验的进程,那就是多肽,这些多肽体积十分大,要想对它们进行分子成像几乎是不可能的,比如想要研究肿瘤边缘的分子微环境,如果直接成像是不可能获得清晰图像的。 /p p   来自范德堡大学的质谱方法专家Richard Caprioli博士因此发明了基质辅助激光解吸电离(MALDI)质谱分子成像技术,这项技术不局限于特异的一种或者几种蛋白质分子,它可在组织切片中找到每一种蛋白质分子,并提供这些蛋白质分子在组织中的空间分布的精确信息,而事先无需知道所检测蛋白的信息,同时可对这些蛋白质分子含量进行相对定量。 /p p   MALDI 质谱分子成像是在专门的质谱成像软件控制下,使用一台通过测定质荷比来分析生物分子的标准分子量的质谱仪来完成的。被用来研究的组织首先经过冰冻切片来获得极薄的组织片,接着用基质封闭组织切片并将切片置入质谱仪的靶上。通过计算机屏幕观察样品,利用MALDI 系统的质谱成像软件,选择拟成像部分,首先定义图像的尺寸,根据尺寸大小将图像均分为若干点组成的二维点阵,来确定激光点轰击的间距。激光束通过这个光栅图案照射到靶盘上的组织切片,软件控制开始采集质谱数据,在质谱仪中,激光束对组织切片进行连续的扫描,组织样品在激光束的激发下释放出的分子被质谱仪所鉴定从而获得样品上每个点的质荷比(m/ z)信息,然后将各个点的分子量信息转化为照片上的像素点。在每个点上,所有质谱数据经平均化处理获得一幅代表该区域内化合物分布情况的完整质谱图。仪器逐步采集组织切片的质谱数据,最后得到具有空间信息的整套组织切片的质谱数据。这样就可以完成对组织样品的“分子成像”。设定m/ z 的范围,即可确定该组织区域所含生物分子的种类,并选定峰高或者峰面积来代表生物分子的相对丰度。图像中的彩色斑点代表化合物的定位,每个斑点颜色的深浅与激光在每一个点或像素上检测到的信号大小相关。 /p p   通过增加单位面积上轰击的激光点数量和像素,研究人员可以获得更多的样品信息,例如采用4000 像素比200 像素能够得到更好的样品图像。质谱分子成像技术是一种半定量或相对定量技术,图像上颜色深的部分表明有更多的生物分子聚集在组织的这个部分。然而,不可能据此确定生物分子在组织的不同部位的实际绝对含量。选择组织图像上的任意一个斑点,图像都能够给出一个质谱谱图或者离子谱图,代表在组织的该部位存在这种生物分子,然后与做指纹图谱类似,像做指纹图谱那样,将样品的离子谱图与已知标准品进行对照,分析差异,从而进行生物标志物的发现和药物作用的监控。 /p p    strong Ⅱ. 无需样品处理 实时成像——电喷雾电离技术 /strong /p p   一般质谱成像方法由于体积庞大,重量重,需要冗长的样品准备阶段,因此并不适用于即时成像(bedside applications),比如说要帮助外科医生进行实时的肿瘤边界成像监控,那么就要寻找新的方法了。 /p p   一种称为电喷雾电离技术(desorption electrospray ionization,DESI)的MS成像技术解决了这个问题。DESI技术于2004年首次提出,由于这一方法具有样品无需前处理就可以在常压条件下,从各种载物表面直接分析固相或凝固相样品等优势而得到了迅速的发展。 /p p   这种方法的原理是带电液滴蒸发,液滴变小,液滴表面相斥的静电荷密度增大。当液滴蒸发到某一程度,液滴表面的库仑斥力使液滴爆炸。产生的小带电液滴继续此过程。随着液滴的水分子逐渐蒸发,就可获得自由徘徊的质子化和去质子化的蛋白分子DESI与另外一种离子源:SIMS(二次离子质谱)有些相似,只是前者能在大气压下游离化,发明这项技术的普渡大学Cooks博士认为DESI方法其实就是一种抽取方法,即利用快速带电可溶微粒(比如水或者乙腈acetonitrile)进行离子化,然后冲击样品,获得分析物的方法。 /p p   DESI系列产品最大的优势就在于无需样品处理,一般质谱和高效液相色谱分析,样品必须经过特殊的分离流程才能够进行分析检测,使得一次样品检测常常需要约一个小时,而DESI系列产品可将固体样品直接送入质谱,溶液被喷射到检测表面,促使样品离子均匀分布。采用这一手段的质谱分离过程,只需3分钟左右即可完成。 /p p    strong Ⅲ. 活体成像——APIR MALDI/LAESI技术 /strong /p p   了解细胞的内部成分是理解健康细胞不同于病变细胞的关键。但是直到目前为止,唯一的方法是观察单个细胞的内部,然后将其从动物或植物中移除,或者改变细胞的生存环境。但是这么做的话,会使细胞发生变化。科学家还不是很清楚一个细胞在病变时与健康细胞的差别,或者当它们从一个环境移到另一个环境中产生的变化。 /p p   来自华盛顿大学Akos Vertes教授希望能从另外一个方面来进行活细胞分析,在他的一项关于活叶样品中初级和次级代谢产物分布的研究中,研究人员发现叶片中积累基质很厚,常导致光谱末端低分子量部分模糊,而且基质辅助激光解析电离(MALDI)质谱分析需要在真空中进行,但活体样本在真空中无法存活。 /p p   实际上,MALDI质谱分析的原理是将分析物分散在基质分子中并形成晶体,当用激光照射晶体时,由于基质分子经辐射所吸收的能量,导致能量蓄积并迅速产热,从而使基质晶体升华,致使基质和分析物膨胀并进入气相。而生物样品也可以直接吸收能量的,比如2.94mm波长的光能激活水中氢氧键。 /p p   因此Vertes等人想到复合两种技术来解决这一问题。首先他们利用大气压红外线(an atmospheric pressure infrared,APIR)MALDI激光直接激活组织中的水分,使样品气化,就像是组织表面发生了细胞大小的核爆炸,从而获得了离子化微粒,进入质谱中进行分析。但是并不是所有的气化微粒都带电,大部分其实是不带电的,会被APIR MALDI遗漏。 /p p   为了捕捉这些中性粒子,Vertes等人采用了第二种方法:LAESI (laser ablation electrospray ionization,激光烧蚀电喷雾电离),这种方法能捕捉大量带电微滴的微粒,然后重新电离化。通过对整个样品进行处理,复合这两种方法,就能覆盖更多的分子,分析质量更高。 /p p   与一般质谱成像过程不同,Verte的方法还在成像中增加了高度,从而实现了3D代谢物成像。这项技术的分辨率是直径10mm,高度30mm,这与生物天然的立体像素相吻合,这样科学家们就可以获得天然构像。 /p p    strong Ⅳ. 3D成像——二次离子质谱技术 /strong /p p   质谱成像技术能将基质辅助激光解吸电离质谱的离子扫描与图像重建技术结合,直接分析生物组织切片,产生任意质荷比(m/z)化合物的二维或三维分布图。其中三维成像图是由获得的质谱数据,通过质谱数据分析处理软件自动标峰,并生成该切片的全部峰值列表文件,然后成像软件读取峰值列表文件,给出每个质荷比在全部质谱图中的命中次数,再根据峰值列表文件对应的点阵坐标绘出该峰的分布图。 /p p   但是一般的质谱成像技术不能对一些携带大分子碎片的化学成分进行成像,来自宾夕法尼亚州州立大学的Nicholas Winograd教授改进了一种称为二次离子质谱(SIMS,secondary ion mass spectrometry)的方法,可以对样品进行完整扫描,三维成像。 /p p   SIMS早在用于生物学研究之前就已经应用广泛了,比如分析集成电路(integrated circuits)中的化学成分,这种质谱技术是表面分析的有利工具,能检测出微小区域内的微量成分,具有能进行杂质深度剖析和各种元素在微区范围内同位素丰度比的测量能力。 /p p   这种技术具有几个优点:速度快(-10,000 spectra per second),亚细胞构造分辨率(-100 nm),以及不需要基质。但是另外一方面,不同于MALDI方法,SIMS方面不是一种“软”技术,这种方法只能对小分子成像,因此常常需要进行粉碎。 /p p   Winograd教授改进了这一方法,他利用了一种新型SIMS光束(carbon-60 磁性球),这种新光束比传统的SIMS光束对物体的化学损伤更小。C60同时撞击样品表面,类似于“一阵爆炸”,这样重复的轰击使得研究人员能深入样品,进行三维分子成像,Winograd教授称这个过程是“分子深度成像”(molecular depth profiling)。 /p p   C60的能量与其它的离子束相当,却不到达样品表面以下,这样样品可以连续地被逐层剥离,研究人员就可以得到纵面图形,最终获得三维的分子影像。Winograd教授等人用含有肽的糖溶液将硅的薄片包裹起来并进行SIMS实验,随着薄膜逐渐被C60剥蚀,可以获得糖和肽的稳态信号。最终,薄膜完全剥离后就可以获得硅的信号。如果用其它的射线或原子离子代替C60 ,粒子束会快速穿过肽膜而无法提供有关生物分子的信息。因此这种方法具有良好的空间分辨率,能够获得巨噬细胞和星型细胞的细胞特征和分析物的分布情况。 /p p   这里还要说到一点,SIMS和上一技术(APIR MALDI/LAESI技术)都可以对三维成像,但两者也有差别,SIMS方法中,采用高能离子轰击样品,逐出分析物离子(二级离子),离子再进入质量分析器。MALDI方法则用激光辐射样品使之离子化,另外SIMS探针可以探测到100nm的深度,能提供纳米级的分辨率,而MALDI可以探测更深,但空间分辨率较低。 /p p   strong  Ⅴ. 高灵敏度 高分辨率——纳米结构启动质谱技术 /strong /p p   质谱在检测生物分子方面有很大潜力,但现有方法仍存在一些缺陷,灵敏度不够高和需要基质分子促使分析对象发生离子化就是其中之二。比如说,需要溶解或者固定在基质上的方法检测代谢物,较易错判,因为这些代谢物与那些基质常常看上去都一样。另外基于固定物基质的系统也不允许研究人员精确的判断出样品中某一分子到底来自于哪儿。 /p p   来自斯克利普斯研究院的Gary Siuzdak博士发明了一种称为纳米结构启动质谱(nanostructure-initiator mass spectrometry,NIMS)的新技术,这种技术能以极高的灵敏度分析非常小的区域,从而允许对肽阵列、血液、尿和单个细胞进行分析,而且还能用于组织成像。 /p p   NIMS利用了一种特制的表面,这种多孔硅表面上聚集了一种含氟聚合物,这些分子在受到激光或离子束照射时会猛烈爆发,这种爆发释放出离子化的分析物分子,它们被吸收到表面上,使其能够被检测到。这种方法利用激光或离子束来从纳米尺度的小囊中气化材料,从而克服了一般质谱方法缺少所需的灵敏度和需要基质分子促使分析对象发生离子化的缺陷。 /p p   通过这种方法可以分析很多类型的小分子,比如脂质,糖类,以及类固醇,虽然每一种分析材料需要的含氟聚合物有少许差别,但是这是一种一步法的方法,比MALDI简单多了——后者需要固定组织,并添加基质。 /p p   由于含氟聚合物不能很好的离子化,因此会发生轻微的光谱干扰,而且由于离子化过程是“软性”的——就像MALDI,所以NIMS产生的生物分子是整块离子化,而不是片段离子化。不过这种技术对于完整蛋白的检测灵敏度没有MALDI高。 /p p & nbsp /p p & nbsp /p
  • 聚丙烯酰胺(PAM)特性粘度及相对分子量的测定方法
    聚丙烯酰胺(PAM)是指由丙烯酰胺单体均聚或与其他单体共聚而成的一类聚合物,通常是由丙烯酰胺单体头尾键接而成,工业也把聚丙烯酰胺分子链中丙烯酰胺单体的含量高于50%的聚合物统称为聚丙烯酰胺。聚丙烯酰胺在常温下为坚硬的玻璃态固体,由于制法不同,产品有白色粉末、半透明珠粒和片状等,具有良好热稳定性。由于聚丙烯酰胺分子侧链存在有酰胺基团,它能以任意比例溶于水,且有很高的反应活性。可以对其进行交联、接枝、改性等,使得聚丙烯酰胺成为水溶性高分子中应用最广泛的聚合物之一,目前广泛应用于石油开采、污水处理、食品加工、农业等领域,被誉为“百业助剂”。石油开采和污水处理是聚丙烯酰胺应用的主要领域:聚丙烯酰胺作为润滑剂、悬浮剂、粘土稳定剂、驱油剂、降失水剂和增稠剂,在钻井、酸化、压裂、堵水、固井及二次采油、三次采油中都有广泛应用,同时聚丙烯酰胺在水处理中也常用于生活污水处理,化工废水,有机化学污水的解决。国标GB/T 17514-2017和GB/T 31246-2014中规定了水处理剂领域中聚丙烯酰胺的质量标准,使用乌氏粘度法测量聚丙烯酰胺的特性黏度及黏均分子量是其中的关键检测内容。这一点在石油的行业标准中也有体现。乌氏粘度法由于它独有的优势被应用于聚丙烯酰胺等材料的质量控制中,但传统的手动黏度测定方法仍存在诸多弊端。随着生产企业以及研发机构等对于实验数据高标准、高精度、高效率的要求,全自动乌氏粘度仪已逐步取代传统手动测试方法。以杭州卓祥科技有限公司的IV8000系列全自动在线稀释型乌氏粘度仪、MSB系列多位溶样块、ZPQ智能配液器一整套黏度测试设备为例。IV8000X系列全自动在线稀释型乌氏粘度仪相较于传统的手动测试方法:⑴ 拥有更高的温控精度以及均匀度:IV8000X系列乌氏粘度仪所使用的HCT系列高精度恒温浴槽的温控精度优于“±0.01℃”,让实验得出的数据更精准,数据重复性更稳定。⑵ 特殊的检测方式:采用不锈钢铠装光纤,可满足测试不同颜色的样品,耐腐蚀,且使用寿命长。⑶ 粘度管不再是耗材:仪器自动排废液、清洗并干燥粘度管,粘度管无需从浴槽中取出,粘度管不易损坏,减少耗材成本支出。同时具有废液分类收集功能,减少废液回收成本及避免因多种废液混合导致的风险。⑷ 实验流程自动化:IV8000X系列自动稀释型乌氏粘度仪在 “单点法”的测量过程中能实现自动测量-自动排液-自动清洗-自动干燥的自动化实验流程,在“多点法”的测量过程中每个测量位都具有连续测量、在线自动稀释样品、自动混匀、自动清洗/干燥等功能,在多次测量及清洗干燥整个过程中无需人员看管。
  • 津津有“卫”丨食品中米酵菌酸质谱分析技术
    自然界中广泛存在的椰毒假单胞菌很容易在食品表面生长,在26摄氏度、中性偏酸的条件下能产生大量米酵菌酸(Bongkrekic acid),分子量486.605。发酵玉米面制品、河粉、肠粉、粿条、米粉等湿米粉,以及银耳和木耳等食物,受椰毒假单胞菌污染而产生米酵菌酸毒的风险比较大。米酵菌酸具有很好的耐热性,正常的烹饪加热无法让其失活,食品一旦产生了米酵菌酸毒素,加热后食用仍可引起中毒。 目前我国仅对银耳中米酵菌酸的最高含量规定为250 μg/KG,其它食品中尚未有具体规定。米酵菌酸结构式 液相色谱质谱联用技术分析食品中米酵菌酸 样品前处理:称取2 g试样(精确至0.01 g)于50mL离心管中,加入25 mL 1%氨水80%甲醇水溶液,充分混匀,超声提取30 min(干样超声前需要暗处放置1 h),10000r/min离心5 min,取上清液5 mL于PAX小柱(阴离子固相萃取小柱,60mg/3 mL,预先用3 mL甲醇和2 mL水活化),待流干后依次用2 mL水和3 mL甲醇淋洗除杂,并弃去所有流出液。最后用5 mL 1%甲酸甲醇溶液洗脱,洗脱液于50℃氮吹浓缩近干,用50%乙腈水定容到1 mL,过滤膜后测定。 液相色谱条件:BEH C18色谱柱(100 mm× 2.1 mm,2.5 μm);柱温:30 ℃;进样体积:5.0 μL;流动相:(A)0.1 %甲酸水溶液和(B)乙腈;流速:0.35 mL/min;梯度洗脱程序:0 ~ 3.0 min,30 % B~90 % B;3.0 ~ 5.0 min,90 % B;5.0 ~ 5.5 min,90 % B~30 % B;5.5 ~ 9.0 min,30 % B。质谱条件:仪器型号:LCMS-8045/50/60系列 ESI—:离子源接口电压:4.5 kV;干燥气:氮气,10 L/min;加热气:空气,10 L/min;碰撞气:氩气;脱溶剂管温度:250 ℃;接口温度:250 ℃;ESI负离子多反应监测模式(MRM):m/z 485.2441.2 (CE 14V,定量离子对),485.2397.2 (CE 18V)。米酵菌酸标准溶液1ng/mL 某阳性米粉样品中检测到米酵菌酸 不管是在餐馆还是在自家厨房,只要这些食物的外观气味出现异常,就应立即停止食用。如果吃了之后身体出现不适,疑似中毒,需尽快催吐,排出胃内容物,以减少毒素的吸收,同时保存好可疑食品,及时就医。 其它相关内容请向岛津索取:1、鱼贝类毒素之质谱分析2、蘑菇毒素之质谱分析3、真菌毒素分析4、生物毒素分析质谱数据库5、食品安全应用文集
  • 全自动粘度测量仪测聚苯乙烯的特性粘度及分子量
    聚苯乙烯(Polystyrene,缩写PS)是指由苯乙烯单体经自由基加聚反应合成的聚合物。苯乙烯侧基的苯环加强了分子的刚性,也使聚苯乙烯相较于其他聚合物拥有更优良的性能和更广泛的用途,是四大通用塑料之一。聚苯乙烯(PS)在外观上呈无色透明状,可以自由着色,并具有优良的绝热和绝缘性能。它的玻璃态转变温度高于100℃,因此经常被用来制作各种需要承受开水的温度的一次性容器,以及一次性泡沫饭盒等。鉴于聚苯乙烯(PS)材料优良的性能和使用的广泛性,选用合理精准的产品质量检测手段就显得十分重要。乌氏粘度法是一种操作简便、精准度高且应用广泛的高分子材料检测方法,在聚苯乙烯(PS)材料研发和质量控制中用黏均分子量来表征相关数据准确性。以杭州卓祥科技有限公司的IV6000系列全自动乌氏粘度仪、MSB系列多位溶样块、 ZPQ智能配液器一整套黏度测试设备为例。 实验流程:1. 称取所需克数的样品,并使用ZPQ智能配液器进行智能配液,点击配液按键,直接输入需求浓度和样品称取质量即可完成配液。也可以连接天平直接获取样品质量,智能计算出所需移取溶剂的目标体积,减少样品精确称量的繁琐步骤,移液精度可达0.1%。ZPQ智能配液器还具有密度计算功能,移取液体体积后,输入质量(可与天平通讯,直接获取),即可自动计算出密度值。2. 将移取好的溶液放入MSB系列多位溶样块之中。MSB多位溶样块采用金属浴的方式进行加热并具有自动搅拌功能,最多同时可溶解15个样品,转速、温度、溶样时间可在屏幕上自行设置,溶样温度最高可达180℃3. 测试过程IV6000系列乌氏粘度仪可实现自动连续测量,全程无需人员看管。并且采用的智能红外光电传感器,保证测量时间可精确到毫秒级,可有效确保实验数据的精度,避免人工实验导致误差。4. 测试结果:IV6000系列全自动粘度仪连接电脑端,得出结果可在计算机上直接显示,并有数据储存、多样化粘度分析报表和外推分析等多种功能。5. 粘度管清洗干燥过程:仪器自动排废液、清洗并干燥粘度管,粘度管无需从浴槽中取出,粘度管不易损坏,减少耗材成本支出。清洗模式可多种选择,同时具有废液分类收集功能,减少废液回收成本及避免因多种废液混合导致的风险。IV6000系列乌氏粘度仪可实现自动测试、自动排废液、自动清洗及干燥过程的自动化,告别粘度管是耗材的时代。
  • 快速分析塑料添加剂的凝胶渗透色谱仪问世
    Shimadzu科学设备公司推出一种用于超微量物质如塑料和合成聚合物中不纯物质和添加剂快速分析的凝胶渗透色谱仪(GPC)和质谱仪。GPC-AccuSpot-AXIMA含有高分辨率的GPC系统,AccuSpot全自动碎片收集和识别设备,以及AXIMA系列的MALDI-TOF质谱仪。   时至今日,使用GPC-MALDI对聚合物和塑料进行分析的步骤仍然需要大量的时间和精力。为了让此工艺完全自动化,Shimadzu重新设计了设计用于MS分析的高能液态层析检测系统-AccuSpot,使其与标准GPC有机溶剂相容。此设备将GPC洗提液与MALDI基体溶液相混并自动在将溶液沉积于MALDI目标样品上,从而提高了工艺效率和生产率。   在GPC-AccuSpot-AXIMA系统的协助下,研究学者们可自动地从分离样品中取出最多384个1-μL的样品。这消除了在手工工艺中的不确定性。它大幅度地降低了操作所需要的时间(从约10小时降低至3小时)。此外,智能“聚合物分析”软件计算了单体单元分子量,端基质量,多分散性和平均分子量。   GPC-AccuSpot-AXIMA可提供更多微量组分的详细分析,而这在之前由于离子抑制是无法检测到的。它可协助检测到会影响材料特性如耐久性和磨损性的物质。
  • 国家市场监督管理总局关于对《蛋白质分子量测定 液相色谱-飞行时间质谱联用法》等225项拟立项国家标准项目公开征求意见的通知
    各有关单位:经研究,国家标准委决定对《焊缝无损检测 磁粉检测 验收等级》等225项拟立项国家标准项目公开征求意见,征求意见截止时间为2023年7月5日。请登录请登录标准技术司网站征求意见公示网页http://std.samr.gov.cn/gb/gbSuggestionPlan?bId=10001282,查询项目信息和反馈意见建议。2023年6月5日相关标准如下:#项目中文名称制修订截止日期1蛋白质分子量测定 液相色谱-飞行时间质谱联用法制定2023-07-052肝素酶活性的测定制定2023-07-053硫酸软骨素酶活性的测定制定2023-07-054葡萄糖氧化酶活性检测方法制定2023-07-055包装袋 试验条件 第1部分:纸袋制定2023-07-056产品几何技术规范(GPS) 坐标测量机(CMM)确定测量不确定度的技术第3部分:应用已校准工件或标准件修订2023-07-057产品召回 生产者安全管理韧性评价制定2023-07-058电梯、自动扶梯和自动人行道的电气要求 信息传输与控制安全制定2023-07-059电梯安全要求 第2部分:满足电梯基本安全要求的安全参数修订2023-07-0510工业废硫酸的处理处置规范修订2023-07-0511工作场所环境用气体探测器 第1部分:有毒气体探测器性能要求制定2023-07-0512工作场所环境用气体探测器 第2部分:有毒气体探测器的选型、安装、使用和维护制定2023-07-0513合格评定 管理体系审核认证机构要求 第 14 部分:文件管理体系审核与认证能力要求制定2023-07-0514化学品 快速雄激素干扰活性报告(READR)试验制定2023-07-0515化学品 水-沉积物系统中穗状狐尾藻毒性试验制定2023-07-0516化学品 液态粪肥中的厌氧转化试验制定2023-07-0517化学品 鱼类细胞系急性毒性:RTgill-W1细胞系试验制定2023-07-0518环境试验 第2部分:试验方法 试验:温度/湿度/静负载综合制定2023-07-0519家用燃气快速热水器 通用技术规范制定2023-07-0520腈水合酶纯度和活性的测定制定2023-07-0521跨境电子商务 海外仓服务质量评价指标制定2023-07-0522实验动物 动物模型鉴定与评价技术规范制定2023-07-0523塑料 丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS) 模塑和挤出材料 第1部分:命名系统和分类基础修订2023-07-0524塑料 聚醚醚酮(PEEK)模塑和挤出材料 第1部分:命名系统和分类基础制定2023-07-0525搪玻璃层试验方法 第6部分:高电压试验修订2023-07-0526无损检测仪器 超声检测设备的性能与检验 第1部分:仪器修订2023-07-0527无损检测仪器 超声检测设备的性能与检验 第2部分:探头修订2023-07-0528无损检测仪器 超声检测设备的性能与检验 第3部分:组合设备修订2023-07-0529项目、项目群和项目组合管理 项目管理指南修订2023-07-0530项目成本管理制定2023-07-0531消费品缺陷工程分析 危险温度点测量方法制定2023-07-0532消费品缺陷线索采集与评估规范制定2023-07-0533医疗器械 制造商的上市后监督制定2023-07-0534邮政业术语修订2023-07-0535真空技术 真空计 皮拉尼真空计的规范、校准和测量不确定度制定2023-07-05
  • 非变性质谱在生物制药完整蛋白分析中的应用
    p   何为非变性质谱?就是选用温和的溶液体系及质谱条件,使蛋白保持在非变性状态下被分析。听到这,有些小伙伴可能会一头雾水:师兄师姐教我处理蛋白质样品的时候,第一步就是要变性啊,怎么现在又不要变性了? /p p   在通常的蛋白质相关分析中,为了破坏蛋白质的三维立体空间结构,便于酶解等操作,会通过加热或是加入高浓度的变性试剂(如尿素、盐酸胍等),使蛋白质变性 另外,对于常用的分离手段——反相色谱来讲,其流动相的酸性pH条件与高有机相同样也会使蛋白质变性。当需要对蛋白质中的非共价结合进行研究时,为了避免非共价结合被强烈的变性条件所破坏,则需在非变性的液相-色谱条件下(通常为50mM醋酸铵,pH=7的中性体系)进行研究 另外,对于组成较为复杂的蛋白样品,在非变性条件下分析时,由于体系中质子数减少,所以蛋白电荷态数目也会相应减少,电荷态之间的相互重叠度也会下降,进而减少复杂组分之间的相互影响,从而能够得到复杂蛋白样品中每个组分的分子量信息(图1)。 /p p style=" TEXT-ALIGN: center" img title=" 图1_副本.jpg" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201704/insimg/56171fe8-be7c-4cc8-a672-814a9fe87e30.jpg" / /p p style=" TEXT-ALIGN: center"   strong 图1 /strong 同一样品分别于变性及非变性条件下进行分子量测定的原始谱图 /p p   目前, strong 非变性质谱技术主要应用在两个方面 /strong :一是 strong 生物制药领域 /strong ,通过打开单克隆抗体链间二硫键后在Cys位点上偶联小分子药物(Cys-ADC)的完整分子量分析,此类药物的链间仅靠非共价力结合,故变性条件下各条链会分离,无法测得其完整状态的分子量 另一应用方向为 strong 研究蛋白质多聚体 /strong ,非变性条件下不仅可以保持各个亚基间的非共价相互作用,同时由于中性条件更接近生理状态,得到的结果更具意义。 /p p   现在,非变性质谱与氢氘交换、X-ray衍射、核磁共振、冷冻电镜和cross-linking等技术联合使用、互为补充,已经越来越多的被应用在结构生物学、生物医药等领域的研究中。本期文章将会重点介绍非变性质谱在治疗性生物医药制品完整分子量测定中的研究,下期文章将会侧重介绍非变性质谱用于蛋白复合物的研究进展。 /p p span style=" COLOR: #002060" strong Orbitrap超高分辨质谱:非变性质谱研究的理想平台 /strong /span /p p   古人云:工欲善其事,必先利其器。要想研究做得好,趁手工具不可少!针对于非变性质谱研究中的需求,我们在Orbitrap质谱平台上对相关参数进行了优化,包括离子源区脱溶剂能量、质量范围的扩展以及高质荷比离子传输效率的优化等,使Orbitrap在固有的高分辨率、高质量精度及高灵敏度基础上,在非变性质谱领域也能有出色表现。 /p p style=" TEXT-ALIGN: center" img title=" 图2_副本.jpg" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201704/insimg/caeec8f3-896f-4e02-a44a-84aae9ecd287.jpg" / /p p style=" TEXT-ALIGN: center"    strong 图2 /strong Orbitrap质谱平台用于非变性质谱分析 /p p   上文中提到,在生物制药领域中,会通过分子工程设计,在单克隆抗体的特定氨基酸上通过化学反应,偶联上小分子治疗药物,通过单克隆抗体的靶向识别功能将小分子药物精确带至病变细胞处并释放,达到精确给药、减少毒副作用的目的,这类药物被称作抗体药物偶联物(Antibody Drug Conjugates,ADCs)。在这类药物中,通过将单抗链间二硫键打开从而在Cys位点上偶联药物的Cys-ADC,由于其链间仅靠非共价力结合,故需在非变性质谱条件下才能对其完整分子量进行测定(图3)。 /p p style=" TEXT-ALIGN: center" img title=" 图3_副本.jpg" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201704/insimg/270ff8dd-d5c1-442b-baf1-f287fcb557b9.jpg" / /p p style=" TEXT-ALIGN: center"   strong  图3 /strong Cys-ADC结构示意图 /p p style=" TEXT-ALIGN: center"   图4展示了使用非变性质谱平台对Cys-ADC进行完整分子量测量的结果。由图中不难发现,使用体积排阻色谱(SEC),可以将单克隆抗体与其他杂质分离开,而Orbitrap质谱平台能够得到基线分离、信噪比高的原始谱图。经数据处理软件解卷积处理后,可见偶联了0/2/4/6/8个小分子药物的簇峰分布,符合Cys-ADC的典型分布特征 解卷积后计算所得该ADC的药物/抗体比值(Drug to Antibody Ratio, DAR),与之前报道过的DAR值相符。 /p p style=" TEXT-ALIGN: center" img title=" 图4_副本.jpg" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201704/insimg/b494de8a-6ac5-42cf-ad12-d84637e32bef.jpg" / /p p style=" TEXT-ALIGN: center"    strong 图4 /strong 使用非变性质谱平台对Cys-ADC进行完整分子量测量。 /p p style=" TEXT-ALIGN: center"   (上),原始色谱/质谱图 (下),解卷积后谱图。 /p p   作为对照,在变性条件下也对同一个样品进行了分子量测定(图5),发现链间的非共价结合在强烈的变性条件下均被破坏,只能观察到部分ADC的分子量信息。该实验进一步说明了在非变性条件下对Cys-ADC进行分子量测定的必要性。 /p p style=" TEXT-ALIGN: center" img title=" 图5_副本.jpg" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201704/insimg/46b85220-b769-47dc-b534-f92c93b56cff.jpg" / /p p style=" TEXT-ALIGN: center"    strong 图5 /strong 变性质谱条件下对Cys-ADC进行分子量测量。 /p p style=" TEXT-ALIGN: center"   (上),原始色谱/质谱图 (下),解卷积后谱图。 /p p   对于常见的另外一种ADC——Lys-linked ADC,虽然其小分子药物与单克隆抗体是通过共价键相结合,但偶联上小分子药物后,ADC的复杂度大大增加,此时若在非变性条件下进行分子量测定,可以减少信号之间的干扰,得到更加准确的测量结果(图6)。 /p p style=" TEXT-ALIGN: center" img title=" 图6_20170406090915_副本.jpg" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201704/insimg/7c9e60f0-f01a-45eb-85eb-f9dceece9c46.jpg" / /p p style=" TEXT-ALIGN: center"   ▲非变性条件可减少复杂组分间信号重叠 /p p style=" TEXT-ALIGN: center" img title=" 非变性2_20170406090518_副本.jpg" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201704/insimg/e634be51-bf68-49f2-b7be-e205227a7242.jpg" / /p p style=" TEXT-ALIGN: center"   ▲非变性条件下Lys-ADC完整分子量测量结果 /p p style=" TEXT-ALIGN: center"    strong 图6 /strong 使用非变性质谱平台对Lys-ADC进行完整分子量测量。 /p p    strong 小结 /strong /p p   本期我们对非变性质谱技术的原理、适用范围进行了介绍,并以Cys-ADC与Lys-ADC样品的完整分子量测量为例展示了该方法的应用,不知道小伙伴们有没有对非变性质谱技术有个初步的了解呢?下期我们将会介绍该技术在蛋白复合物研究中的应用,各位看官走过路过不要错过,我们下期见! /p p   参考文献 /p p   [1] Dabaene et al., Anal Chem. 2014, Nov 4 86 (21):10674-83. /p p & nbsp /p
  • 小身材大智慧丨检测器级MS助力寡核苷酸和多肽药物分子量测定
    导读随着生物医药技术的发展,越来越多的生物药陆续上市,如治疗慢性疾病的寡核苷酸药物Leqvio,“一年只需注射两针”就可以长效持久的降低血液中胆固醇含量,以及用于治疗II型糖尿病的多肽类药物Mounjaro。在寡核苷酸和多肽药物的质量控制中,分子量测定是定性表征中不可缺少的一部分,而单四极杆液质联用仪(LCMS)是测定分子量的利器。但与小分子药物相比,多肽和寡核苷酸药物极性和分子量均较大,在LCMS中带多电荷,所以分子量测定时可能会存在分子量测定范围窄、灵敏度低等问题。小身材大智慧 LCMS-2050岛津最新款单四极杆质谱仪LCMS-2050兼顾小型化和高性能,其离子源为加热型ESI/APCI(DUIS)源,使得寡核苷酸和多肽药物等分子量较大的极性化合物更容易电离,所以LCMS-2050具有分析灵敏度高,分子量测定范围广的特点。此外,岛津LabSolutions软件自带分子量解卷积功能,可以快速对多电荷质谱图进行解卷积,获得分子量相关信息。分子量测定案例分享寡核苷酸药物本方案中寡核苷酸药物为小干扰核苷酸(siRNA),是一类双链RNA分子(正义链和反义链),长度为20-25个碱基对。通过流动相的调整和质谱参数的优化,LCMS-2050(负模式)检测得到了siRNA多电荷质谱图,质荷比为600~1700。此时质谱图中无其他加和离子干扰,且高质荷比也有明显响应。通过岛津LabSolutions软件自带的多电荷解卷积功能,计算得到siRNA正义链电荷数量为4~11,分子量为6631.64 Da,反义链电荷数量为4~10,分子量为6637.66 Da,与理论值的偏差均小于0.4 Da。siRNA色谱图正义链质谱图正义链分子量解卷积结果反义链质谱图反义链分子量解卷积结果多肽药物此多肽药物为一种生长抑素,其理论分子量为1637. 72 Da。LCMS-2050(正模式)检测得到质荷比为546.76~1638.47,通过LabSolutions解卷积功能计算得到分子量为1637.45 Da,与理论值偏差为0.27 Da。多肽药物色谱图多肽药物质谱图多肽药物分子量解卷积结果结语岛津最新款单四极杆质谱仪LCMS-2050兼顾小型化与高性能,适用于多肽、寡核苷酸等化合物分子量测定,具有灵敏度高、分子量测定范围广的优势。了解更多详情,敬请下载《LCMS测定小干扰核苷酸siRNA分子量》《LCMS-2050在多肽分子量定性分析检测中的应用》本文内容非商业广告,仅供专业人士参考。
  • 诊断巨头罗氏入局临床质谱赛道,提供全自动高通量质谱系统
    近日,第四十一届J.P.摩根大会召开,本次会议在线下举行,会议上,多家科学仪器企业和诊断企业均分享了最新的业务情况,并对未来的行业发展重点进行了讨论。其中,罗氏(Roche)表示将开发集成化的质谱系统,用于医疗诊断领域,目前正在进行30到40项质谱测试。罗氏认为该仪器是一个重要的市场机会,拥有29亿瑞士法郎的潜在市场。罗氏首席财务官Alan Hippe指出,许多质谱仪器都非常手动化,且需要定制方法,罗氏希望提供一种高通量系统,不需要大量手动工作并产生标准化结果。随着精准医学的发展,临床精准检测需求持续扩大,质谱技术凭借高灵敏度、高特异性、多指标检测等独特优势,成为了体外诊断极富生命力的新技术,为精准医疗的发展提供了新方向。2018年以后,中国临床质谱产业按下“加速键”,质谱应用于医学检验的热度不断走高 体外诊断巨头和质谱制造商在该领域多有发力,临床质谱赛道的投融资热度持续升温 据相关机构统计,2021年中国临床质谱整体市场规模已超100亿人民币,未来行业增速约20%。据仪器信息网不完全统计,2022年中国临床质谱企业融资超10亿元,其中更不乏多笔亿元级的融资事件。近两年,随着临床质谱产业的快速发展,涌入赛道的企业数量不断攀升,在这条新兴的黄金赛道中,前有体外诊断巨头跑步入局,后有传统科学仪器制造商加速追赶,跑道中间还有一类新秀企业,他们立足于质谱仪器制造,并聚焦医疗诊断应用。可以说,临床质谱行业的投资热度和融资额度明显提升,逐渐展露出成为精准医疗领域下一个黄金赛道的潜力。  Alan Hippe在报告中还表示,随着基础业务的增长,COVID-19的销售额正在下降,预计2023年COVID-19的销售额将损失约50亿瑞士法郎(54.2亿美元),约占总销售额的8%。COVID-19大流行促进了更高的仪器安装需求——截至2022年第三季度,罗氏已安装了大约 2,000台高通量Cobas 6800/8800。Hippe表示,这些销售使罗氏获得了一定的美国和中国市场份额。  此外,罗氏还有一款结合了免疫化学和临床化学的台式分析仪正在开发中,以满足新兴市场的需求,以及一种将与罗氏现有测序基础设施集成的下一代测序解决方案,为高通量测序打开新大门。  Hippe还提到,罗氏在人工智能和数字健康方面进行了大量投资,每年在各个领域的数字化上花费大约30亿瑞士法郎。罗氏拥有很大的财务灵活性,可以为自己的业务和并购提供资金,并计划在制药和诊断业务方面加强收购。
  • 沃特世推出更快速可靠的自动化解决方案,助力生物药物分子量和纯度分析
    沃特世公司(纽约证券交易所代码:WAT)近日推出全新软件和分析柱产品,旨在助力生物分子药物发现和开发。使用waters_connect平台新增的Waters Intact Mass应用程序,科学家们能够在BioAccord LC-MS系统上快速确认合成或重组工艺生成的生物分子和杂质分子量,其分析速度可达市场上其他产品的近两倍 i。图. Waters BioAccord LC-MS系统的完整分子量分析在几分钟内为生物工艺工程师提供有关药物和工艺质量的关键信息沃特世公司高级副总裁Jon Pratt表示:“采集生物分子的质量数和纯度数据相当耗时。复杂的质谱数据需要由具备一定技能水平的人员来分析,因此这项工作通常会交给远程专业分析实验室。借助这款新的Waters Intact Mass应用程序,生物工程师和生物化学家使用简单的技术就可以加快药物发现和开发,在几分钟或几小时内即可自行生成质量数确认数据,不再需要花费长达数天乃至数周的时间。”完整分子量分析是在蛋白质、肽、寡聚核苷酸治疗药物和偶联药物等生物药物开发的各个阶段都会开展的一项常规分析。在药物发现的早期阶段,生物化学家每周需要分析数百甚至数千个不同的样品。为了加快分析速度,Waters Intact Mass应用程序提供了一套快速可靠的自动化解决方案,旨在助力新型生物治疗药物的质量数确认和纯度测定。这款应用程序特有的智能自动解卷积功能让用户在减少指令输入的情况下,在采集样品数据后几分钟内即可完成处理。沃特世推出MaxPeak Premier BEH C4 300Å蛋白分析专用柱,助力完整蛋白和亚基分析与Intact Mass应用程序一同推出的还有全新分析柱系列,将在完整生物分子及其亚基分析中发挥关键作用。用于BioAccord LC-MS系统的ACQUITY Premier和XBridge Premier BEH C4 300Å蛋白分析专用柱采用MaxPeak高性能表面(HPS)技术,能阻止样品中的磷酸化和羧基化分子被LC系统和色谱柱的金属表面吸附,进而避免样品分析物损失。得益于此,低浓度完整分子量分析的灵敏度可提高达3倍,磷酸化蛋白完整分子分析和低浓度单克隆抗体亚基分析的灵敏度则可提高达2倍ii 。目前,新购BioAccord LC-MS系统的waters_connect平台已预置Intact Mass应用程序,已安装的系统可通过版本升级获取此应用程序。沃特世现已面向全球供应MaxPeak Premier BEH C4 300Å蛋白分析专用柱。其他参考资料- 阅读博客文章:Automating Intact Mass Deconvolution: It' s About Time(《完整分子量的自动化解卷积:时机已到》)- 阅读沃特世应用纪要:Intact Mass - A Versatile waters_connect Application for Rapid Mass Confirmation and Purity Assessment of Biotherapeutics(《Intact Mass - 用于生物治疗药物快速质量数确认和纯度评估的多功能waters_connect应用程序》)- 欢迎您通过www.waters.com关注和联系沃特世。关于沃特世公司(www.waters.com)沃特世公司(纽约证券交易所代码:WAT)是全球知名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14个生产基地,拥有约7,400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,拥有近700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。作为分析科学家的理想合作伙伴,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。 i“两倍”估计值基于96个样品的分析,比较了Waters BioAccord系统配合Intact Mass运行“并行采集和处理”工作流程与市场上其他产品运行“先采集后处理”工作流程的速度。 ii基于MaxPeak Premier BEH C4 300Å蛋白分析专用柱与ACQUITY 300Å蛋白分析专用不锈钢柱的比较结果。
  • 使用BiopharmaLynx软件分析蛋白完整分子量
    贾伟 沃特世科技(上海)有限公司实验中心 对蛋白药的分子量进行测定,可以在完整蛋白水平,对其进行宏观表征,以初步确定蛋白的表达是否正确。BiopharmaLynxTM软件中,专门设计了对蛋白整体分子量测定及表征的多种功能,它具有以下特点。 ■ 通过原始质谱数据,计算出蛋白分子量。 ■ 自动标注蛋白的各种不同修饰形态。 ■ 以直观方式,比较样品与标品间差异。 ■ 自动计算蛋白质的各种修饰形式间的峰强度比例。 ■ 界面友好、直观,操作简单。 通过原始质谱数据,计算分子质量,是蛋白分子量测定的基本功能。图1中左上为免疫球蛋白IgG的原始质谱数据,右下为软件分析后,得出的IgG分子质量信息。通过BiopharmaLynx软件的自动计算功能,复杂的质谱数据成为了直观的分子量形式。图1中,绿底色图为标准品蛋白的分子质量分布数据,蓝底色图为样品蛋白的分子质量分布图。在BiopharmaLynx给出的结果中,IgG的具有多个分子质量形式,这是由于其含有多种糖基化修饰的原因。 图1. BiopharmaLynx软件的完整蛋白质量分析界面。 图中的紫色线条直观地显示出了样品蛋白与标品的质量分布差异差异。观察紫色线条形态可以发现,样品IgG具有更多的大分子量糖基化修饰形式,而标品蛋白中的小分子量糖型修饰较多。当将鼠标指针放置于峰尖时,将自动出现此处蛋白名称、修饰种类、峰强度、色谱保留时间等信息。通过以上两种信息,可以简单、直观地找到两者的差异之处了。 BiopharmaLynx软件可根据用户设置,对蛋白的不同修饰情况,自动标注。除内置的90种修饰外,用户还可根据需要自行创建修饰方式。特别是,考虑到生物蛋白药的一些具体情况,BiopharmaLynx内置了一些蛋白表达药品常见的蛋白改变修饰,如蛋白C端的Lysine缺失等(图2红色箭头指向)。这些细节设计,会帮助使用者极大地提高工作效率,节省精力。 图2. 使用BiopharmaLynx软件的修饰设置界面。 BiopharmaLynx软件对蛋白各种修饰间的比例也可以直观地给出初步分析结果(图3)。 作为一家在液相与质谱技术都占有领先优势的企业,沃特世更提供了全面的蛋白分子量分析方案,包括色谱柱、色谱梯度方法、质谱条件等一系列已优化完成的实验操作流程(图4)。使用此整体解决方案,仅仅使用0.5微克的IgG蛋白,在4分钟内,就可完成液质数据采集全过程。此方案也包括对还原后IgG的分析方法(图4右上)。 图4. 完整及还原后IgG质量测定解决方案示意图。 参考文献 (1) Rapid Profiling of Monoclonal Intact Antibodies by LC/ESI-TOF MS. Waters Application Note, 2007, 720002393 EN (2) Rapid Screening of Reduced Monoclonal Antibodies by LC/ESITOF MS. Waters Application Note, 2007, 720002394 EN (3) Characterization of an IgG1 Monoclonal Antibody and Related Sub-Structures by LC/ESI-TOF MS, 2007, 720002107 EN (4) Assessing the Quality and Precision of T herapeutic Antibody LC/MS Data Acquired and Processed using Automated Workflows. Poster presented at the ASMS meeting. 2008, 720002687 EN (5) Efficiently Comparing Batc hes of an Intact Monoclonal Antibody using t he Biop harma Lynx Software Package. Waters Application Note, 2008, 720002820 EN 联系方式: 叶晓晨 沃特世科技(上海)有限公司 市场服务部 xiao_chen_ye@waters.com 周瑞琳(GraceChow) 泰信策略(PMC) 020-83569288 13602845427 grace.chow@pmc.com.cn
  • 质谱成像:MALDI技术在质谱成像中的应用
    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
  • 5700万!北京化工大学公示仪器采购意向,助力设备更新升级
    据中国政府采购网信息,近日,北京化工大学公示了系列2024年8月、9月的仪器采购意向,总预算金额5702万元,包括原位-显微共聚焦激光拉曼光谱系统、离子淌度高分辨成像质谱仪、三重四极杆电感耦合等离子体质谱仪、多检测器凝胶色谱仪、分析型流式细胞仪等多种仪器设备。现有显微拉曼成像系统已购置11年,日常测试机时饱满,服务校内上百个课题组测试需求。但由于仪器性能老化,功能不足,已难以满足校内交叉学科研究需求,拟购置原位-显微共聚焦激光拉曼光谱系统。现有高分辨质谱仪已使用11年,仪器故障率高,功能不足,难以满足校内测试需求,拟购置离子淌度高分辨成像质谱仪现有光谱设备已运行20年,严重超期服务,拟购置多功能傅立叶变换红外光谱成像系统。序号单位采购品类预算金额(万元)预计采购日期采购需求概况1北京化工大学原位-显微共聚焦激光拉曼光谱系统采购项目4502024年8月现有显微拉曼成像系统已购置11年,日常测试机时饱满,服务校内上百个课题组测试需求。但由于仪器性能老化,功能不足,已难以满足校内交叉学科研究需求。拟购置激光拉曼系统配置多组校内需求度极高且目前没有的激光器和附件,可用于全面分析纳米材料,二维材料,半导体等不同材料的化学组分(拉曼-微区吸收)、晶畴及晶界(非线性谐波)、掺杂与应力(拉曼-荧光-谐波)、光致/电致发光及光子特性(单光子或多光子)等重要的物理化学信息,实现非线性光学谐波成像、共聚焦拉曼-荧光-微区吸收光谱及成像(微尺度化学分析)、高分辨率快速拉曼成像(无标记无损样品成像分析)、光电成像(光电性能测试)及原位成像监测(高低温、原位电化学、催化原位过程监测)等重要功能,获得前所未有的,无法在传统技术条件下同区域获取的多模态信息。购置后预计测试机时饱满,有效减缓测试排队现象。2北京化工大学离子淌度高分辨成像质谱仪采购项目7602024年8月现有高分辨质谱仪已使用11年,仪器故障率高,功能不足,难以满足校内测试需求。拟采购离子淌度高分辨成像质谱仪具有无标记、高通量、高灵敏度、四维分离、普适性等特点,主要用于有机小分子化合物特别是同分异构体化合物的定性定量分析,以及结构复杂未知合成产物的识别和结构鉴定。此设备可以支撑未来合成生物学,深入研究生物合成途径、代谢通路群体、信号通路以及生物与非生物胁迫反应分子作用机制等工作;支撑代谢组学、脂质组学、空间组学等领域深入研究;支撑生物材料设计及安全性研究,实现原位检测,探究反应机理,助力于催化剂的设计;开展发酵液、光降解产物、新能源领域等高盐溶液样品成分高通量快速分析,为我校生命健康、新材料、新能源研究方向提供技术平台。3北京化工大学三重四极杆电感耦合等离子体质谱仪采购项目2002024年8月溶液中微量痕量金属离子检测,可实现有机溶剂直接进样,扩大检测范围,提升学校分析测试水平。4北京化工大学多检测器凝胶色谱仪1302024年8月通过凝胶渗透色谱与多检测器联用系统测定高聚物的绝对分子量和分布、均方旋转半径、特性粘数、流体力学半径等分子参数,以及获得分子构象、支化度、粘均分子量等高聚物链结构信息;设备主要配置:输液泵、自动进样器、柱温箱、多角度激光光散射检测器、示差折光检测器、粘度检测器等。通过凝胶渗透色谱与多检测器联用系统测定高聚物的绝对分子量和分布、均方旋转半径、特性粘数、流体力学半径等分子参数,以及获得分子构象、支化度、粘均分子量等高聚物链结构信息;设备主要配置:输液泵、自动进样器、柱温箱、多角度激光光散射检测器、示差折光检测器、粘度检测器等。5北京化工大学分析型流式细胞仪采购项目2402024年8月可开展从单颗粒水平实现对细胞表型、生物学功能、特异性标记物、蛋白相互作用等各种特性的检测分析,用于发现低表达、稀有细胞亚群,它不仅可测量细胞大小、内部颗粒形状,还可以检测细胞表面和细胞浆抗原、细胞内DNA、RNA含量等,或者对病毒、细菌、真菌、各种细胞及微颗粒进行高通量检测研究。6北京化工大学原位X射线衍射仪采购项目2102024年8月原位X射线衍射仪可以快捷无损的对晶体材料进行物相分析、晶粒大小判断、结晶度分析、物相含量分析等。是前沿材料结构分析中不可替代的重要环节。结合高温原位附件,可实现实时分析材料相变及微观结构变化,鉴定材料性能,分析相变条件为进一步的结构分析提供依据。7北京化工大学场发射高分辨透射电子显微镜采购项目9702024年8月本设备主要用于化工、化学、材料、生命等学科各类固态样品的高分辨形貌观察和微区物相结构及成分分析。设备采用场发射电子枪,最高加速电压可达200 kV,并提供 80 kV 条件下的合轴;透射模式(TEM)信息分辨率优于0.12 nm;具备扫描透射模式(STEM)并配置环形暗场、明场等多个检测器,分辨率优于0.16 nm;配置1600万像素以上的高速相机和多探头能谱仪,以及冷冻样品杆等附件。8北京化工大学超高分辨扫描电子显微镜采购项目6102024年8月本设备主要用于化工、化学、材料、生命等学科各类固态样品表面微观形貌的高分辨观察及元素成分分析。设备采用冷场发射电子枪,或者,带有单色器或采用无交叉光路设计的热场发射电子枪;加速电压范围包含500 V ~ 30 kV,最低着陆电压可达20 V。成像分辨率优于0.6 nm,且低电压条件(500 V)下分辨率优于1.0 nm。配置多个电子检测器和能谱仪等附件,以及低温离子研磨仪等附属设备。9北京化工大学超低温探头600M核磁共振波谱仪采购项目12502024年8月配置超低温探头的600M核磁共振波谱仪可以极大地拓展核磁共振应用领域,有力推动前沿学科领域科研工作;可有力支撑校内相关课题组开展结构生物学、代谢组学、药物筛选、高聚物材料精细结构分析、高纯试剂杂质分析、低丰度复杂物质结构组成分析等研究。配置:超导磁体(14.09 Tesla,室温腔≥54 mm) 1套;谱仪机柜(射频通道数≥2) 1台;探头 2套(含1套常温宽带探头和1套液氦超低温宽带探头);自动进样器(60位以上) 1套;工作站及相关外设 1套;仪器操作软件 1套。10北京化工大学多功能傅立叶变换红外光谱成像系统采购项目3452024年8月作为我校“全时开放、智能运维的分析测试共享平台建设项目”中重要仪器组成,该设备具有中红外、近红外和远红外全光谱区全自动切换,适合研究分子的结构和化学键,并作为表征和鉴别化学物种的方法;并结合原位附件,进行力学、电化学、热学、光学红外实时分析。红外显微镜系统可进行红外微区的快速成像分析,实现微区组成和结构的变化研究;结合显微原位附件进行实时电化学分析。该设备的购置可为我校多个先进科研项目提供研究型服务,并为测试中心相关设备的更新换代提供支持(现有设备已运行20年,严重超期服务)。11北京化工大学电化学工作站等设备采购537.322024年9月开展能源材料表征实验所必需和亟需的设备进行采购,包括电化学工作站两套、氮气吸附脱附仪、傅里叶变换红外光谱仪、热重分析仪、差示扫描量热仪、荧光显微镜、荧光定量PCR等设备
  • 国产基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱系统Clin-TOF-Ⅱ MS与Bruker Biotyper质谱系统在革兰阴性菌的鉴定效能评估
    范欣, 肖盟, 徐志鹏, 张戈,陈欣欣,徐英春. (中国医学科学院 北京协和医学院北京协和医院检验科) 国产基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱系统Clin-TOF-Ⅱ MS与Bruker Biotyper质谱系统在革兰阴性菌的鉴定效能评估 [J]. 中华检验医学杂志,2017,40( 1 ): 41-45. DOI: 10.3760/cma.j.issn.1009-9158.2017.01.009 编者按北京毅新博创生物科技有限公司是国内首家自主研发临床质谱的企业,也是第一家国产质谱走出国门走向世界的企业。该公司研发的clin-tof质谱系统是国内第一个通过CFDA认证的质谱系统。本文节选北京协和医院检验科徐英春主任最新发表在《中华检验医学杂志》上的研究论文,该研究验证了国产Clin-TOF质谱系统在革兰阴性菌方面的鉴定能力与Bruker质谱系统相当,都有非常好的鉴定效能。 该研究旨在评估国产基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱系统Clin-TOF-Ⅱ型仪器及其搭载的BioExplorer V2.3鉴定数据库(简称Clin-TOF质谱系统)对革兰阴性菌的鉴定效能。共纳入1999至2000年及2014至2016年北京协和医院革兰阴性菌1025株,分属32个属,56个种或种复合体。其中,肠杆菌科细菌覆盖13个菌属;非发酵菌覆盖7个菌属;以及其他12个菌属的少见革兰阴性菌。另外,该研究纳入了临床常用的革兰阴性ATCC标准菌株,包括大肠埃希菌ATCC 8739、ATCC35218、ATCC25922、流感嗜血杆菌ATCC 49247、ATCC 49766、铜绿假单胞菌ATCC 27853。对照方法为Bruker Biotyper质谱系统:Bruker Autoflex Speed型号仪器及其搭载的Biotyper v3.1数据库(简称Bruker质谱系统)。采用直接涂抹法平行使用2套质谱系统对研究纳入菌株进行菌种鉴定。结果显示,Clin-TOF质谱系统准确鉴定率为98.05%(1 005/1 025)。该研究表明国产Clin-TOF质谱系统在鉴定革兰阴性菌方面有临床效能。 1.鉴定准确性Clin-TOF质谱系统临床菌株准确鉴定率为98.05%(1 005/1025)。2.肠肝菌科细菌对于689株肠杆菌科细菌来讲,包括埃希菌属、克雷伯菌属、肠杆菌属、沙雷菌属、枸橼酸杆菌属、变形杆菌属、摩根菌属、沙门菌属、普罗威斯登菌属、柔特勒菌属、多源菌属等,Clin-TOF质谱系统能够准确鉴定98.98%(682/689)的肠杆菌科细菌。3.非发酵菌对于306株非发酵菌,包括假单胞菌属、不动杆菌属、无色杆菌属、窄食单胞菌属、金黄杆菌属、莫拉菌属、产碱杆菌属等,Clin-TOF质谱鉴定系统准确鉴定率达到97.71%(299/306)。4.少见革兰阴性菌该研究纳入的30株少见格兰阴性菌,包括苍白杆菌属、伊金菌属、嗜血杆菌属、气单胞菌属、罗尔斯通菌属、勒克菌属、巴斯德菌属等。Clin-TOF质谱系统准确鉴定率为80%(24/30)。 Clin-tof质谱系统搭载的最新的BioExplorerV2.3数据库是我国自主研发建立的数据库,因此对我国临床病原菌鉴定有一定的针对性。Clin-TOF质谱系统与Bruker质谱系统的鉴定准确率均为98%以上, 国产clin-tof质谱系统在革兰阴性菌方面的鉴定能力与bruker质谱系统相当,都有非常好的鉴定效能。 Clin-TOF质谱系统简介Clin-TOF飞行时间质谱系统由国内首家自主研发临床质谱的企业——北京毅新博创生物科技有限公司生产。该公司的Clin-TOF-Ⅰ质谱系统于2012年即通过了欧盟 CE IVD 认证和美国FDA 认证,2014 年通过中国 CFDA 认证 。Clin-TOF-Ⅱ 临床质谱仪于 2016 年通过欧盟 CE IVD 认证,具有1200mm长度的飞行管,因此,比Clin-TOF-Ⅰ(飞行管长度800mm)具有更高的灵敏度、分辨率和精准度:在蛋白组学、基因组学应用基础上,拓展了微生物组学应用领域,拥有超过370属、2200种、7900株的微生物谱库,可对临床样本或培养后临床样本进行细菌、真菌、分支杆菌鉴定。Clin-TOF临床质谱仪,在蛋白组学研究方面,可进行生物样品的蛋白、多肽及蛋白糖基化修饰检测,是蛋白组学研究的有效技术手段;在基因组学研究方面,直接以核酸片段的分子量为标记,对核酸进行精确的定性定量分析,适用于各种类型的SNP基因型核酸分析实验,可用于肿瘤ctDNA、药物基因、遗传代谢疾病基因检测。Clin-TOF质谱系统是目前应用质谱技术对疾病蛋白质组、基因组、微生物组进行全方位研究的先进技术平台。 Clin-TOF质谱系统特点Clin-TOF飞行时间质谱系统具有功能多样及高通量的特点,可实现蛋白质及多肽检测、核酸检测、微生物检测多种功能,且具有快速检测大样本量标本的特点,该系统适合应用于临床检验项目。不同分析目标要求不同的样品处理及研究方法。疾病蛋白质组研究:样品(体液/组织/细胞)中的蛋白、多肽提取(液相色谱/固相芯片/液相芯片)→质谱检测→软件分析图谱→多肽鉴定→临床模型建立。基因组学研究:样品中的DNA提取→PCR扩增→SAP消化→单碱基延伸→树脂纯化、上样→质谱检测→核酸分型。微生物组学研究:菌种分离→菌种培养→样本提取、上样→质谱检测→微生物谱库检索、鉴定。
  • 蛋白分子质谱诊断先行者许洋:蛋白质谱目前有三种临床应用
    p   用于生物样品分析的蛋白指纹法,该专利技术被国际顶级科学杂志《科学》以及医学界权威杂志《柳叶刀》评为世界蛋白指纹图谱和蛋白质芯片排名第一的技术。针对这项技术的一些问题,火石创造对许洋博士进行了深度的专访。 /p p style=" text-align: center " img width=" 300" height=" 385" title=" 001.png" style=" width: 300px height: 385px " src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201711/insimg/ebf3be8e-c0c2-49d6-9891-a76d207d183f.jpg" border=" 0" vspace=" 0" hspace=" 0" / /p p style=" text-align: center " strong   许洋博士 /strong /p p   许洋博士一直致力于蛋白质组学研究开发,怀揣近五十项蛋白分子质谱诊断技术的自主发明专利。2009年他创办了湖州赛尔迪生物医药科技有限公司,凭借专利产品蛋白指纹图谱仪成为行业领头羊,也成为此类器械行业标准的起草者。 /p p strong   火石:请问您为什么做蛋白质谱? /strong /p p   许洋博士:我研究蛋白质谱是偶然也是必然。在美国纽约著名的Sloan-Kettering研究所单克隆抗体实验室早期研究治疗白血病时,我们制造了全世界第一枚人源化单克隆抗体(抗CD33人源化单抗)。后来我又和顶尖美国公司合作第一个将人源化单克隆抗体做成了靶向药。有了扎实的基础,必然能在更窄的蛋白质谱领域做的更好。 /p p   strong  火石:蛋白质谱当前的临床应用情况如何? /strong /p p   许洋博士:只有拿到医疗器械注册证才算进入临床,蛋白质谱目前只有三种临床应用:对肿瘤的筛查 对早期肾脏疾病的分析 在细菌上的鉴定应用。蛋白质谱在国内仍处于非常早期的阶段,且具有垄断性,极少人能做且在做。 /p p strong   火石:作为国家“千人计划”医疗器械特聘专家,您认为蛋白指纹图谱仪在医疗器械中的角色是什么? /strong /p p   许洋博士:蛋白指纹图谱仪分析的大数据可以生动地比喻为人体疾病的健康地图。 /p p   蛋白指纹究竟是什么?把质谱仪的显示屏中的每一个蛋白质都用一个分子量来表达,这些分子量组合起来就叫蛋白指纹。就像每个人的指纹都是不同的,每种疾病的特定蛋白质表达物也不同,称之为指纹图谱。蛋白指纹图谱技术是由蛋白质芯片及分析仪器——表面加强激光解析电离飞行时间质谱仪两部分组成,可以将病人血清中蛋白质成分的变化记录下来,绘制成蛋白指纹质谱图,并显示样品中各种蛋白的分子量、含量等信息。将这张图谱与正常人、某种疾病病人的谱图或基因库中的谱图进行对照,就能最终发现和捕获新的特异性相关蛋白及其特征。这种方法具有微量、精确、简易、快速的特点,适应于基础和临床等各个领域。 /p p   之所以将蛋白指纹图谱仪分析的大数据比喻为人体疾病的健康地图(MAP),是因为既然β2—微球蛋白是11731、人绒毛膜促性腺激素是37580、转甲状腺素蛋白是13761(数字对于计算机的应用更好管理),而每个蛋白质在质谱仪分析中都是数字,它本身就是大数据。任何物质在质谱底下都是数字,综合起来就是大数据。我把大数据串联起来,就能将分子在身体的MAP做出来。譬如一位吸烟的男士来体检,能发现他吸了烟数年之后肺部出现影像学病理性位点,结合质谱仪分析发现相关的疾病标志物,我们能够模拟出肺部疾病的健康地图,即通过质谱仪检测的健康大数据,可以模拟出该患者肺部出现了数个小红点,点击每个红点后都会解释原因,如显示铅、铬等数据是否超标,以及告诉你相应的对策。这样的技术开启了全智能健康4.0时代。 /p p   Tips:β2—微球蛋白(β2—MG)被认为是诊断早期肾功能损伤的敏感指标,尤其对于糖尿病肾病、高血压肾病、红斑狼疮肾炎的早期诊断具有重要参考价值,因此β2—微球蛋白的测定在临床上是有多种价值的。 /p p    strong 火石:您和您的团队在蛋白质组学研究的技术或者方法上有什么突破吗? /strong /p p   许洋博士:蛋白质作为标志物对肿瘤的诊断,确实没有太大的进展。 /p p   一直以来蛋白质组学研究面临的重大瓶颈是蛋白质分离问题:人体内有十万种蛋白质与衍生物,多数可能与疾病有关联,但这十万种蛋白质与衍生物只有分开后,质谱才能分析清楚。此前蛋白质组学技术中最流行、最通用的蛋白质分离方法是双向电泳,基本上能分离近二千种血浆蛋白质,远远不及十万种,所以成为了瓶颈。 /p p   2006年我提出了一个设想:和蛋白有关的抗体至少有一万多种,那为什么不用抗体来分离蛋白质?这件事一直有人在做,但之前都没有人想到用抗体组把一千个蛋白质一次性快速、实时地分离出来。之后就诞生了免疫质谱分析方法(专利号ZL 200610140652.0),可以在一个抗体组基质上同时捕获多个生物标志,并对捕获的变异的或修饰的生物标志进行质谱精确分析,还可以同时检测多个生物标志群。用免疫组质谱技术能测定抗原变异片段的分子量。另外,还可以将多种疾病特异性抗原的抗体同时标在一个基质点上。 /p p   Tips:免疫质谱分析方法:质谱与抗体分离技术联合应用即为免疫组质谱(Immunomic mass spectrometry,IMS)。免疫组质谱检测为一组多种(类)抗体与质谱联合来精确地鉴别变异或修饰生物标志群的方法。在一个抗体组基质上同时捕获多个生物标志,并对捕获的变异的或修饰的生物标志进行质谱精确分析。可以同时检测多个生物标志群(biomarkers)。 /p p   双向电泳(Two-dimensional electrophoresis):是一种等电聚焦电泳与SDS-PAGE相结合,分辨率更高的蛋白质电泳检测技术。目前是快速成长的蛋白质组学技术中最流行最通用的蛋白质分离方法。目前2D-PAGE能够在同一块凝胶上同步检测和定量数千个蛋白质。 /p p   从整个2015年的政策看,医疗器械行业是受到国家大力扶持的,行业地位与重要性大幅提升,法规向国际化看齐,行业监管不断趋严,医疗器械正成为与药物齐头并进的新兴产业。 /p p    strong 火石:是什么驱动着行业的高增长? /strong /p p   许洋博士:一是需求,老龄化加剧,家庭支付能力增强,导致医疗需求高增长 二是政府加大医疗卫生投入,《医疗器械科技产业“十二五”专项规划》表示,“十二五”期间将扶植形成8~10家产值超过50亿元的大型医疗器械产业集团 三是为配合新医改完善基层医疗建设的目标 四是国内生物技术研发应用进入突破期。 /p p    strong 火石:您认为接下来医疗器械未来发展的特点和前景会是怎么样的? /strong /p p   许洋博士:未来5年,医疗器械和制药占比将会达到1:1。近十年,我国医疗器械市场规模快速增长,国内医疗器械工业总产值从2003年的189亿人民币上升到2013年的1889亿,2013年同比增长21%,增长速度远快于药品。预计在未来5年左右,我国医疗器械行业仍然将保持高速增长。医疗器械行业涉及到医药、机械、电子、塑料等多个行业,中高端医疗器械更是多学科交叉、知识密集、资金密集的高技术产业,研发成本高,决定了只有大型厂商才能在大中型医疗器械方面有所作为。此外,器械“国产化”也会成为必然趋势。 /p p    strong 火石:赛尔迪当前开展的业务、研发的产品有哪些?公司部署战略是怎么样的? /strong /p p   许洋博士:我们现在正在做一张人类的大健康MAP。通过精准医疗计划,基于环境健康大数据,通过蛋白指纹图谱仪完成健康管理。现在的疾病市场最关注的问题分别是:检测0~6岁儿童智力、优生优育(为什么生不出聪明宝宝)、高达5千万的肿瘤人群以及3.5亿的高血压、糖尿病人群。 /p p   其中糖尿病肾病是糖尿病最常见且严重的并发症之一,是糖尿病所致的肾小球微血管病变而引起的蛋白排泄和滤过异常那个渐进性肾功能损害。而微量白蛋白尿即早期糖尿病肾病是可逆的,这不同于大量白蛋白尿即临床糖尿病肾病,因此积极防治早期糖尿病肾病就显得尤为重要。去年底,赛尔迪公司与中国医学科学院北京协和医院签署协议,承担国家对糖尿病肾病体内铅、镉毒素的临床大样本检测。全新升级的蛋白指纹图谱仪,是目前唯一获国家药监局批准、能检测含微量白蛋白、β2—微球蛋白以及泛素3项指标的医疗器械。这对糖尿病肾病的早发现、早治疗具有重大意义。 /p p   赛尔迪接下来将按照个体化精准检测所附带的信息,由这些信息与大数据库交流,提出符合个体化治疗的方案,向个体化精准医学管理方式转变。 /p p   随着大数据时代的来临,“互联网+”概念的提出让医疗健康事业呈现出了新的发展势态和特征。医学知识体系正被大数据、精准医疗所重构,信息化进程提高了知识传递速度与医疗协同效率。 /p p strong   火石:蛋白质组学技术如何助推精准医疗? /strong /p p   许洋博士:常识知道铅、镉会引起糖尿病性肾病。但铅、镉指标不是医院常规检测的项目。如果采取个体化精准治疗,每年常规检查一次体内铅与镉的指标,发现异常就能进行针对性的从尿液排泄的治疗。已经得了肾病正在透析的病人,检测铅与镉指标后进行针对性排泄也会增强治疗效果。利用蛋白指纹图谱仪能够发现早期的肿瘤和心血管标志物,这就会对疾病的治疗带来极大的希望。随着质谱技术在精准医疗的应用,越来越多的个体化标志物将会被发现,人体的蛋白指纹图谱测定将会成为医院的常规工作。 /p p   精准医疗,即考虑每一个体健康的差异,制定个性化的预防和治疗方案。正确的选中一个工具,解决关键问题,这就是精准医疗。基于基因组测序技术、生物医学工具以及大数据工具逐步成熟和完善,精准医疗能够为个体基因特征、环境以及生活习惯进行疾病干预及治疗,但如何尽快与大数据结合才是发展重点。日前我与北京协和医院合作,创立了中国特色的首个百万人疾病与环境毒素数据库与IMS(爱睦世)特检中心:HZIMS2008,首次在复杂疾病系统中构建了基于环境毒素大数据的移动网络数据库的质量控制体系,使我国重大疾病,如高血压、糖尿病、肿瘤的大数据病因学研究处于世界领先。 /p p /p
  • AB SCIEX三重四极质谱新品API4000+网络在线发布会成功举办
    AB SCIEX推出最新质谱API 4000+ 全面提升三重四极质谱性能 仪器信息网讯 2011年8月18日,全球著名质谱生产商AB SCIEX通过仪器信息网络讲堂平台正式对外发布了其2011年最新上市产品API 4000+™ 。AB SCIEX公司中国区市场部经理蒋宏键先生、AB SCIEX 公司高级质谱专家李立军先生共同出席了新品发布会。   李立军先生针对最新上市的三重四极杆质谱API 4000+™ 新产品进行了系统全面的讲解 约超过70多位用户通过网络平台,在足不出户的情况下,详细地了解了API 4000+™ 的最新特点和功能 各位用户还通过该网络平台,就自己关心的问题与李立军先生进行了深入的交流。    AB SCIEX 公司高级质谱专家李立军先生   据李立军先生介绍:“自2002年推出API 4000以来,已经有十年了 API 4000为定量质谱市场带来了奇迹,帮助药物研发、食品安全、环境保护、临床检测、法庭公安、高校、科研院所等一大批客户取得了成功,API 4000一直以来被认为是定量质谱的黄金标准。”   API 4000+ ™ LC/MS/MS系统由API 4000发展而来,能够提供更加优异的灵敏度、重现性和仪器整体的耐用性 可以为客户提供可靠的、高质量的定量分析和定性分析数据 为药物开发科学家提供全面支持,包括药物研发到临床试验 为食品安全、环境检测、临床检验和刑侦毒物分析等科学家提供优质的分析结果。   API 4000+™ 三重四极杆质谱仪 网络讲堂视频截图   API 4000+™ 三重四极杆质谱仪性能提升:   1、API 4000+ ™ 全面改善了真空系统:   (1) 改善保护套外空气流动性   (2) 改善了泵体和套管的热传导   (3) 改善了冷空气进气流路   (4) 更紧凑的设计   (5) 新电子控制平台   2、API 4000+ ™ 启用了新的电子系统:   (1) 提高质谱的数据质量   (2) 提高仪器的通讯能力   (3) 提高仪器的自动化和智能本领   (4) 更适合新时代客户的需要    克伦特罗(瘦肉精)实际样品检测结果   通过李立军先生将近一个小时的系统讲解,结合展示实测数据图表,用户对于API 4000+™ 有了全新的认识 对于用户提出的很多问题,李立军先生都给予了详细的解答。   AB SCIEX公司拥有近30年的质谱制造历史,2010年正式成为 Danaher(丹纳赫)旗下的独立品牌,AB SCIEX是目前唯一且持续专注于高端质谱仪的著名厂商。据介绍,AB SCIEX在全球已经累计销售超过了15,000套高端质谱,而API 4000是AB SCIEX最经典的、也是拥有用户数量最多的产品。   新品发布会结束后,仪器信息网编辑就一些用户关心的问题现场采访了蒋宏键先生和李立军先生。   Instrument:相对于API 4000,此次推出API 4000+具体有哪些改变?AB SCIEX已经推出了更高端的API 5500,为什么还要推出API 4000+?   李立军先生:API 5500主要是针对高端领域,而API 4000则是针对中、高端领域。相对于API 4000,API 4000+主要提升的部分是真空系统和电路控制部分,四极杆、离子源等都没有变化 API 4000+在灵敏度,可靠性、重复性、耐用性等方面都有很大提高。    AB SCIEX公司中国区市场部经理蒋宏键先生   蒋宏键先生:API 4000是AB SCIEX非常经典的一款产品,在全球同类仪器中,API 4000拥有最多的用户量 而且,目前仍然还有如此多的用户选择API 4000,这也证明了API 4000在市场上有着极高的知名度和认知度。API 4000已经持续销售近十年,我们希望使其稳定性、可靠性和容易操作性方面再上升一个新台阶,尤其满足发展中国家的需求,再创下一个“黄金定量的十年”。   Instrument:API 4000能否升级到API 4000+,API 4000+的售价如何?   李立军先生:由于我们真空系统和电路控制部分进行了比较大的改动,API 4000目前还不能升级到API 4000+,用户如果有这方面的需求,我们推荐购买API 4000+,因为API 4000和API 4000+的售价基本一样。考虑到一些实验室重新认证新的仪器需要比较繁琐的过程,AB SCIEX继续为客户提供API 4000产品。   Instrument:在今年的ASMS2011上,多家公司推出了最新的质谱仪,分辨率也越来越高,您是如何看待这一现象的?   李立军先生:提高分辨率是为了增加仪器的选择性,使测量更加准确。但是,通过提高分辨率来提高仪器的选择性只是其中的方法之一,还有很多其他的方法可以达成这个目的。比如今年我们新推出基于离子淌度的SelexION 技术,专门针对分离同分异构体 以前的同分异构体只能通过液相来分离,有一些手性物质液相色谱无能为力,高分辨质谱也不行。   另外,灵敏度是质谱的生命,如果只是分辨率提高,灵敏度跟不上,那么实际应用会大打折扣。分辨率、灵敏度都够了,测试的速度也要跟的上,只有多个参数综合考虑才有意义,单方面强调某一个参数没有实际意义。   蒋宏键先生:对于不同分子量的分子,得到的分辨率会有很大的差异。例如AB SCIEX新推出的TripleTOF™ 5600在测试小分子的情况下就获得了40000(FWHM)的分辨率,这非常难得。   另外,国际上越来越多的是用高通量来衡量质谱的性能,尤其是在代谢物鉴定方面。在药物开发过程中,如果花一、两个月的时间来鉴定一个代谢物,根本无法接受 现在要求一天要鉴定至少7个代谢物,否则前方做新药开发的环节无法继续进行,拉长了整个制药周期。AB SCIEX去年推出的TripleTOF™ 5600 可以做到无限种代谢产物的鉴定。   我们相信中国的用户会越来越成熟,购买仪器时会根据切身需求,综合考虑仪器各项性能。   Instrument:三重四极杆质谱技术发展相对比较成熟,请您谈谈三重四极杆质谱将来还有哪些发展趋势?   李立军先生:作为一个主要用来定量的仪器,三重四极杆质谱今后的发展主要针对灵敏度、重复性、可靠性、抗干扰、自动化等方面。   随着仪器灵敏度不断地提高,以前很难检出的化合物,现在可以轻而易举地检出。在满足灵敏度的前提下,必须要有很好的重复性,尤其是现在越来越多的样品需要在更低的浓度低下进行检测。仪器本身的可靠性也非常重要,仪器一旦出故障需要检修,那么整个实验环节都要停下来。另外,从离子源到接口,都要求质谱具有很强的抗干扰能力,前一个样品不能对下一个样品产生影响。   在各种性能都满足的条件下,还要为质谱配备更加智能化的软件,使复杂的仪器操控起来更加简单。比如AB SCIEX的“可立快”平台,初学者只需要四步就可以得到和专家一样的结果 “可立快”平台内置了2000多种测试方法,涉及农药残留、兽药残留、维生素、临床药物等,用户还可以非常容易地将自己建立的方法加入数据库,也可以非常方便地共享给其他的用户。   蒋宏键先生:增加仪器的稳定性是各个厂商追求的核心。之前用户和厂商大都热衷于追求灵敏度、分辨率,往往忽视重现性、稳定性的重要性 对于一个分析测试人员来说,今天一个结果,明天是另一个结果,而且相差很大,这是绝对不能够忍受的。   比如做药物研发,早晨来做好标准曲线,然后开始批量测试样品,测试完之后一定要再做一条标准曲线,检查这两条曲线有没有偏差 如果有较大偏差,那么前面所有的实验结果都将作废。如果要避免这样的情况出现,仪器必须有很强的抗污染能力和稳定性,这方面绝对是AB SCIEX的强项 使用API 4000做完一批样品之后,前后的标准曲线几乎完全一样,这就是为什么一些法规要求苛刻的实验室愿意用AB SCIEX仪器的原因,这个直接关系到工作人员的工作效率和影响到他的心情。   Instrument:最后,请您谈谈三重四极杆质谱市场发展情况?   李立军先生:在定量方面,三重四极杆已经成为一个黄金标准了,现在越来越多的法规要求提供质谱数据,中国出口到欧盟的一些产品的检验结果只认可质谱数据。因此三重四极杆质谱市场会大幅增长。   蒋宏键先生:我们面临的问题只会越来越复杂,通过提高质谱的选择性来解决复杂的问题是一个发展趋势,用户也越来越倾向于使用串联质谱进行定量,AB SCIEX是生命科学分析仪器技术发展的全球领导者,专门致力于协助解决复杂的问题。关于市场情况,据初步估计三重四极杆质谱能够占到整个液质市场的60-70% AB SCIEX大概在三年前就已经淘汰了所有的单级质谱,现在我们所有的质谱都是串联的。    采访现场
  • 岛津:在线自动化前处理与高分辨质谱联用在新精神活性物质筛查中的应用
    当下,在毒品问题全球化的大背景下,毒情形势日益严峻,芬太尼类、合成大麻素类、卡西酮类等新型毒品更新换代速度极快,毒品毒物的检测判定作为执法依据变得尤为关键,加之毒品成瘾机理领域还有很多亟待科学解答的内容,也对分析方法提出了更高要求。在此背景下,仪器信息网特别建立“质谱在毒品分析领域的技术应用进展”专题,聚焦质谱技术在毒品检测领域的最新应用,以增强业界质谱专家和技术人员、司法公安相关机构工作者之间的信息交流,同时向仪器用户提供毒品分析领域更丰富的质谱产品、技术解决方案。本文特别邀请岛津来谈谈其在新精神活性物质分析领域的一系列产品技术及解决方案。“新精神活性物质”这一概念在2013年的《世界毒品报告》中首次被提出(New Psychoactive Substance, NPS),其又被称做“策划药”或“实验室毒品”,是不法分子为逃避打击而对管制毒品进行化学结构修饰得到的毒品类似物,具有与管制毒品相似或更强的兴奋、致幻、麻醉等效果,已成为继传统毒品、合成毒品后全球流行的第三代毒品。目前我国已列管188种新精神活性物质,并对芬太尼类和合成大麻素类物质实施了整类列管。然而,由于新精神活性物质毒性强、品种多、变异快,已成为公安司法领域分析工作者的一大难题。现有的检测方案虽可以满足常见毒品的鉴定需求,但对于新精神活性物质的管理仍无法做到质谱筛查方案完全覆盖的能力。高分辨质谱凭借其超高的质量分辨率和精确分子量的功能,以及强大的数据库检索功能,在化学分析等领域得到了越来越广泛的应用。岛津自进入中国以来,始终秉承“以科学技术向社会做贡献”的企业理念,致力于解决社会面临的各种问题,在新精神活性物质筛查领域我们也一直不断探究,努力为从事法医毒理的客户提供前瞻性的解决方案和专业支持。1、岛津LCMS-Q-TOF及新精神活性物质高分辨质谱数据库方案岛津LCMS-9030作为高分辨准确质量测定质谱,具有亚ppm级的质量测定误差和真实同位素峰形,长期稳定,高灵敏度,最快每秒100张谱图采集速度,高分辨、高选择性可靠定量等特点,能轻松获得准确定性和研究级定量的高质量数据。在定性研究工作中,LabSolutions Insight Explore软件结合LCMS-9030数据的亚ppm级质量准确度和真实同位素峰形,可以轻松可靠地鉴定未知物的分子式,并且可以通过内置检索窗口直接在线检索PubChem数据库(包含9000万种以上化合物信息及图谱)获得未知物可能的结构式。在此基础上,用户可以将LCMS-9030原始数据或鉴定分子式结果导出,从而可以自行使用更多检索工具和数据库,可以很好的应对层出不穷的新精神活性物质的检测。 岛津CLAM-2030与LCMS-9030联用系统针对新精神活性物质快速筛查技术不仅推出了《100种新精神活性物质的高分辨率质谱数据库》,涉及到的化合物涵盖阿片类、卡西酮类、色胺类、苯丙胺类似物、氨基酮类、芳基哌嗪类、吲哚-甲酰胺类、致幻剂类和兴奋剂类等多个类别。方法包中还包含有保留时间,对新精神活性物质的鉴别提供了另一个重要保证,受到了禁毒领域相关专家和客户的良好反响。另外还开发了包含902种毒品类化合物的高分辨质谱数据库,提供通用的数据采集方法,无需改变色谱质谱条件,可直接使用。质谱库中化合物的各类信息(化合物结构、中文名称、英文名称、CAS号、化合物种类、分子量、分子式、前体离子等)一目了然,这样的一个质谱库为用户提供了极大便捷,用户可以根据目标化合物的二级质谱图进行质谱库的检索,依据谱库筛选出的化合物的质谱图匹配度对目标化合物进行定性,同时得到该化合物的各类信息。用户还可使用LabSolutions软件自行对质谱库进行扩展,操作简单方便。2、在线自动化前处理方案涉毒案件中常用的生物检材主要有血液、尿液、唾液及毛发等。对检材进行合适的处理对分析结果的准确性至关重要。常规的样本前处理方式通常为手动液液萃取LLE和固相萃取SPE等,步骤繁琐耗时且易带来误差。岛津全自动在线前处理系统CLAM-2030可对生物样品进行全自动前处理,消除手动前处理过程中的人为误差,提高结果的重复性和分析效率,并减少实验者的生物感染风险。CLAM-2030是基于岛津在凝血分析临床检测系统领域所积累的丰富经验所开发的,利用有机溶剂除蛋白的原理,通过过滤系统进行分离,无需进行离心分离。此方法仅需将采血管放置到指定位置,系统可自动执行从样品预处理到LCMS分析的全程操作。因此可实现可靠的数据采集,免除了耗时的手动前处理和日常审查工作设置的需要,进一步改善研究或业务流程的效率。 传统的样品处理需要45分钟以上才能完成,使用CLAM-2030仅需9分钟,且样品在LCMS分析过程中,下一个样品在CLAM-2030中并行进行前处理,极大提升分析通量。岛津全自动在线前处理系统CLAM-2030可与LCMS-9030联用,进行全自动样品制备后进入高分辨质谱分析,再通过高分辨质谱数据库自动搜索,进行未知毒品的筛查鉴定工作,方法简单高效易操作,该联用系统已运用于实际的案件分析工作中。
  • 核酸质谱之漫话三:核酸质谱法在人乳头瘤病毒(HPV)分型检测中的应用
    导读在女性恶性肿瘤中,宫颈癌的发病率仅次于乳腺癌,而大多数宫颈癌是由人乳头瘤病毒(HPV)感染所致。目前已分离出的HPV达100多型,其中至少14型可导致宫颈癌或其他恶性肿瘤。全球范围内,大多数的宫颈癌中可测出高危型HPVl6和18亚型,其中HPV16亚型诱发癌变的潜力最大。东西分析基于飞行时间质谱技术平台成功开发出40多种HPV分型的应用方案,为临床提供早期宫颈癌的精准诊断,并为治疗提供准确的参考建议。人乳头瘤病毒(HPV),是一种乳头瘤空泡病毒,女性患病率通常高于男性。部分类型的HPV感染是宫颈癌的高危因素。感染后主要累及人体的皮肤和黏膜,可分为低危型和高危型。高危致癌型HPV分布于α属第5,6,7,9,11五个种。高危型HPV感染是宫颈癌、口腔癌、直肠癌、食道癌等恶性疾病的危险因素之一。而在在女性恶性肿瘤中,宫颈癌的发病率仅次于乳腺癌,大多数宫颈癌是由HPV感染所致。已分离出的HPV达100多型,其中至少14型可导致宫颈癌或其他恶性肿瘤。全球范围内,大多数的宫颈癌中可测出高危型HPVl6和18亚型,其中HPV16亚型诱发癌变的潜力最大。HPV基因分型检测的意义HPV的感染在治疗前后,可能存在型别的差异,这可以作为医生治疗效果的评估指标;连续两次HPV分型检测显示单一型别的高危亚型的感染,显示宫颈癌发生的可能性增大;HPV的感染在不同的地区,占主要地位的型别有所不同,分型检测有利对于各地研究、使用疫苗进行HPV感染的预防控制。因此,HPV基因分型检测能够:确认感染危险程度 极高危型HPV16型感染会在几年内发展为宫颈上皮内瘤变三级(CIN3)+至浸润性癌,而非致癌型HPV61的感染,持续很长时间也不会发展为癌。确认是否持续感染高危型持续感染是导致宫颈癌的最主要因素。大多数HPV感染在1-2年内可清除,当间隔一年以上、连续两次以上检测出同一种或组HPV基因型时,被认为是持续性感染。若第一次HPV检测结果阳性,很难确定感染的时间。从感染HPV到发生宫颈癌最少需要8-10年的潜伏时间,连续检测可以有效避免错过治疗纠正的机会。识别传染源人所感染的HPV与感染源的基因型相同。可以使用安全措施及共同治疗和检测进行,有助于持续性感染纠正。疫苗接种指导 只要没有感染疫苗覆盖的类型,接种都是有益的。目前HPV 技术检测面临的问题L1靶标基因整合后脱落漏检现有的技术平台,几乎所有的HPV检测产品均以L1为靶点。无法避免病毒进入细胞后从游离态变为整合态,L1基因脱落,导致恶变样本漏检。动态范围窄,高危低载量出现漏检以目测法和荧光法定性的检测,动态范围窄。当多基因型混合感染时,无法检出高危低载量HPV病毒,导致高危致癌型漏检。致癌高中危型未全覆盖,造成漏检目前试剂盒无法同时检测IARC在2012年提出的2B类以上27个致癌HPV基因型,从而导致中危致癌型漏检。应用核酸质谱技术进行人乳头瘤病毒(HPV)分型检测的优势对高危型采用致癌基因E6,极高危HPV 16/18型采用E6/L1双基因,从而避免病毒基因整合造成的假阴性,能够最大限度避免出现漏检;高灵敏度:可扫描超过40种HPV基因型。特异性PCR扩增+探针单碱基标记,以分子量分型,灵敏度达个位拷贝,超宽动态范围超过9个数量级。能够防交叉反应以及防扩增污染,从而有效避免假阳性。高通量:每天可检测上千个样本。东西分析经过多年的开发,基于飞行时间质谱技术平台成功开发出40多种HPV分型的应用方案---能够同时快速检测出超过20种高危和低危致癌及常见致疣HPV型以及超过20种可能致癌和低危致疣HPV型。能够有效避免恶变样本漏检和假阳性,从而为临床提供早期宫颈癌的精准诊断,并为治疗提供准确的参考建议。Ebio Reader 3700 Plus飞行时间质谱仪操作简单无需复杂的样品前处理。性能稳定长寿命固体激光器;飞行管随环境温度、湿度的变化小,保证检测的稳定 ;高效网筛离子源,提高仪器的灵敏度 ;PIE高压脉冲电源控制,实现离子的延迟推斥,提高整体仪器的分辨能力。软件智能基于神经网络聚合分类法的人工智能软件;拥有强大数据库,实现对菌种的实时鉴定;具备聚类分析功能,可进行T-test等数据分析;具有自建库功能,可根据用户实际情况建立自有菌种库 ;可根据用户具体需求,进行相应升级,用于疾病蛋白标志物和核酸基因分型的检测。应用范围广广泛用于临床、疾控、食品安全、农业、工业、出入境检疫等领域。往期回顾BREAK AWAY核酸质谱之漫话一:什么是核酸质谱核酸质谱之漫话二: 核酸质谱法鉴定结核病及其耐药性
  • 核酸质谱下一站:病原体检测——访中国医学科学院病原生物学研究所彭俊平研究员
    由于传播途径多样、影响范围广泛,症状发展迅速,传染病仍然是世界范围内引起人类大量死亡的重要原因。21世纪以来多次严重疫情给我们留下深刻印象:一是2003年的“非典”(SARS),二是2009年的甲型H1N1流感(人感染猪流感),再有就是现在席卷全球的新型冠状病毒肺炎疫情。因此,传染病的防控一直是医学科学工作者面临的巨大挑战。其中,对病原体进行快速准确的鉴定是传染病精准防控的基础。中国医学科学院病原生物学研究所彭俊平研究员自2000年起即深耕于病原体检测技术方法及基因组学、耐药机制相关的研究工作。近日,仪器信息网特别采访了彭俊平研究员,与他就核酸质谱技术在病原体检测领域的应用现状及前景进行了深入交谈。中国医学科学院病原生物学研究所 彭俊平研究员“国内最早开展核酸质谱病原体检测研究的团队之一”随着各项科学技术的进步,病原体检测技术也在不断发展,由病原分离、电镜观察、免疫学检测等传统生物学方法发展到PCR技术、芯片技术、测序技术、质谱技术等分子生物学方法。“因为引起疾病的病原体种类繁多,单一的平台技术不能解决所有问题,所以,我们的主要工作是利用各种平台技术对病原体进行筛查。”彭俊平介绍到,“多年来我们课题组一直致力于搭建一个病原体组合筛查技术体系,这也是我国在传染病防控领域的一个重要工作。另外,我们利用多重PCR反应结合飞行时间质谱技术(以下简称:核酸质谱)在病原体检测领域开展了10多年的工作,这也是我们多年来的一个重点发展方向。”核酸质谱是什么?彭俊平为笔者解答到,核酸质谱其实是基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱(MALDI-TOF)在核酸水平的应用,是一种将多重PCR反应与质谱结合的复合技术。此前,MALDI-TOF主要应用于蛋白质水平的微生物鉴定研究,应用发展不过30多年,而MALDI-TOF在核酸水平的相关应用则是近些年提出的概念,应用发展时间就更短。最初,MALDI-TOF在核酸研究领域开展的应用是SNP基因分型,其首先通过PCR扩增含有SNP的基因组片段,再通过检测核酸分子在真空管中的飞行时间而获得样品分析物的精确分子量,从而检测出SNP位点信息。因为MALDI-TOF本身的高灵敏度和高通量等特点,使其非常适合应用于SNP多位点的筛查。而MALDI-TOF在病原体检测领域的研究则鲜少有报道。彭俊平课题组是国内最早开展核酸质谱病原体检测研究的团队之一。“我们是在2009年引进的这个技术平台,正好是H1N1全球大流行的时候,当时核酸质谱的技术水平还不足以帮助我们开展相关工作,因此我们就开始自己开发方法。”核酸质谱病原体检测的原理是利用MALDI-TOF检测多重PCR反应的产物,即单碱基延伸的产物质量大小,来判定检测靶基因的有无,从而进一步判定样本中目标病原体的有无。与传统的病原体检测技术相比,核酸质谱在灵敏度、检测通量以及操作简便性等方面均有一定优势。此外,核酸质谱检测的核酸序列均来源于公共数据库,不需要依赖其他的数据库。 “开发了7种人冠状病毒的检测方法,成功申请专利”经过多年的技术摸索,彭俊平团队利用核酸质谱在病原体检测领域做出了很多成果。最近其团队开发了7种人冠状病毒的检测方法,并申请了发明专利。目前,已知可以感染人的冠状病毒共有7种,其中包括2003年的“非典”SARS冠状病毒、2012年在中东地区出现的MERS冠状病毒以及2019年12月爆发的严重性呼吸系统综合征冠状病毒SARS-Cov-2。彭俊平介绍到,课题组是从2012年开始开展人冠状病毒的检测技术研究,其中一部分工作内容就是利用核酸质谱进行检测应用。该部分成果是与岛津公司合作开发的,利用一步法多重反应PCR与MALDI-TOF质谱联用鉴定7种人冠状病毒与新型冠状病毒的重要突变位点。“本次合作中我们将多重PCR反应从两步法改进为一步法,既缩短了实验时间,又减少了人为操作的工作。而且我们改进的方法适用于所有的RNA病毒,可以说是摸索出了一种通用的解决方案。”彭俊平介绍到,“和岛津合作成果的应用价值很明确,我非常期待未来该方法的推广。接下来我们也将继续和岛津合作在MALDI-TOF平台上开发出更多病原体检测解决方案,并合力推动核酸质谱在临床领域的应用。”笔者追问到目前国际上核酸质谱在病原体检测领域的应用现状如何?彭俊平坦言道,国际上相关的成果并不多,而团队于2009年就开展了相关研究,可以说是走在了国际前列。不过,目前核酸质谱病原体检测的应用还以科研阶段为主,临床应用正处于拓展阶段。此外,彭俊平也谈到他认为核酸质谱走向临床所面临的瓶颈,一是MALDI-TOF本身的硬件设备比较贵;其次,基于MALDI-TOF平台提供给临床应用的成熟方法不多。因此,核酸质谱这样的技术平台想要真正推广到临床,首先需要提供“一揽子”的解决方案,这样应用场景就会被打开。不过,彭俊平也观察到,无论国内还是国外,越来越多的团队和厂商开始关注这一领域,相信核酸质谱的临床应用情况将在短短几年之内得到很大的改变。最后彭俊平表示,未来核酸质谱病原体检测值得重点关注的方向有呼吸道感染疾病、腹泻性疾病和性传播疾病等,其涉及的病原体种类繁多,是核酸质谱可以“大展身手”的方向。后记:采访中彭俊平反复提到“病原体的组合筛查技术体系”,他也为笔者解释到,为了获取更全面的生物信息,往往需要多种技术平台共同解决问题,而不是希望用一个技术平台去解决所有的问题。回到MALDI-TOF这一技术来说,总有人拿质谱与NGS测序相比较,其实它们的应用场景和目标都不一样,发展核酸质谱也并不是为了替代测序技术。事实上,核酸质谱只需要在中高通量的检测中建立并巩固其“王者地位”,在此基础上能够再提升灵敏度和分辨率等性能,就为自身的发展开辟了新天地。
  • ​北京大学郑乐民教授开发出质谱代谢诊断心衰方法,未来希望用菌群干预治疗心脑血管疾病
    如今,心力衰竭(HF)的治疗依然是一个世界性难题。据统计,全球范围有超 3800 万名患者,严重威胁人类生命健康。心力衰竭并非是一种独立的疾病,而是一种临床综合征,几乎包括心脏病在内的所有心血管疾病最终都可能会发展为心力衰竭。心脏肥大是心力衰竭进展过程中的早期病理症状,也是心力衰竭出现的重要临床提示和危险因素。先前研究发现,肠道菌群代谢物能够影响多种疾病的进程,然而,菌群代谢物在心脏肥大和心力衰竭进程中的作用仍有待探究。因此,从代谢组学的角度探究心脏肥大和心力衰竭病理学过程,对于预防心脏肥大,以及发现心力衰竭发生发展机制和治疗靶点具有重要意义。近期,北京大学心血管研究所及团队研究发现,一种名为三甲基 - 5 - 氨基戊酸(TMAVA)的肠道菌群代谢物,通过丁基甜菜碱羟化酶(BBOX)抑制内源性肉碱的合成,最终加重高脂饮食诱导的心脏肥大,揭示出 TMAVA、BBOX 可能是肠道菌群干预治疗心脏肥大的潜在靶点。目前,相关研究以 “”(肠道微生物群产生三甲基 - 5 - 氨基戊酸减少脂肪酸氧化并加速心脏肥大)为题发表于 Nature Communications 上。“在心血管领域,心力衰竭目前仍难以治愈,这种病症可用的药物很少。另外,全球层面关于肠道菌群代谢和心力衰竭关系的研究较少,如果能通过肠道菌群来治疗心脏肥大及心力衰竭,对于广大患者而言是巨大的福音,其产业化前景也非常广阔。” 教授告诉笔者。在北京师范大学化学系本科毕业后进入中国科学院感光化学所工作。2000 年,他赴美国克利夫兰医院(Cleveland Clinic)攻读临床生物分析化学博士,师从美国国家医学院院士 教授。2007 年,他作为 “985” 引进人才进入北京大学心血管所,先后担任副教授、博士生导师、研究室主任等职务。目前,是北京大学心血管研究所副所长,教育部重点实验室主任助理,曾主持国自然血管重大专项培育基金等 7 项国自然基金,共发表 SCI 文章 114 篇,其中 81 篇 SCI 责任作者,SCI 引用 4030 次,拥有 3 项中国发明专利(第一发明人)。北京大学心血管研究所郑乐民菌群代谢物 TMAVA 具有促进心脏肥大的作用菌群代谢物 TMAVA 具有促进心脏肥大的作用在这项研究中,团队通过对 7 年间随访的 1647 名心力衰竭患者的血浆进行 TMAVA 靶向代谢组学检测,他们发现随着 TMAVA 水平的升高,心脏移植和患者死亡的发生率逐渐升高。接下来,研究人员通过小鼠模型探索 TMAVA 在心脏肥大中的作用与机制。他们在高脂喂食小鼠的基础上进行 TMAVA 干预,发现其心脏肥大和心功能障碍进一步加重,同时还伴随心脏脂质沉积,以及血浆甘油三脂、脂肪酸水平的增加。在高脂喂食小鼠 12 周后,通过脂质组学分析,他们发现小鼠心脏脂质代谢谱的改变,中链和长链脂肪酸在心脏中显着增加。机制层面,研究团队发现 TMAVA 不仅通过 BBOX 抑制内源性肉碱的合成,同时通过肉碱 / 有机阳离子转运体抑制肉碱的摄取,导致血浆和心脏组织中肉碱缺乏,并抑制脂肪酸氧化,进而加重高脂饮食诱导的心脏脂质堆积,导致线粒体结构和功能紊乱。随后,研究团队对 BBOX 敲除小鼠进行高脂饮食,发现小鼠血浆和心脏组织中肉碱水平下降,心脏存在异常的脂质堆积,同时表现出与 TMAVA 刺激相似的心脏肥大表型,这意味着 BBOX 通过抑制肉碱的合成加重心脏肥大,外源性肉碱补充剂可逆转 TMAVA 诱导的心脏肥大。总的来说,这项研究发现了菌群代谢物 TMAVA 通过抑制脂肪酸氧化加重高脂饮食诱导的心脏肥大,揭示了肠道菌群来源的 TMAVA 通过抑制肉碱合成和脂肪酸氧化降低,是心脏肥大发展的关键决定因素,并且TMAVA、BBOX 可能是潜在治疗靶点。已联合创办公司进行技术转化对于将这项研究应用在临床还需要解决的问题,总结了两点:其一,质谱代谢诊断。“所谓诊断方法,就是确定何种人群适合采用这种治疗方式。现阶段,我们正在临床方面建立质谱代谢诊断方法,即把质谱技术作为一种诊断方法应用到心力衰竭领域。” 他解释说。其二,菌群干预治疗。“很多研究已经证实,菌群对于很多疾病的治疗有所帮助,但是菌群治疗还没能进入到心力衰竭和脑卒中等患者基数最为庞大的疾病领域。目前,我们正期待通过合成生物学的方法,对菌群通过基因编辑进行改造,以期能够治疗心力衰竭,这在心力衰竭治疗领域非常具有创新性,应用前景较为广阔。” 他指出。“一方面是诊断,即质谱代谢诊断;一方面是治疗,即菌群干预治疗。这两个方面希望在将来都有机会对接临床应用。” 总结道。关于下一步的研究计划,表示,“针对刚刚提到的诊断和治疗两个层面,我们从 2016 年便开始寻求进行产业合作,就目前而言,诊断层面的产业化正在进行中,而治疗层面还没有开始。我们希望能够通过融资来进一步加速进程,也期望有产业合作来共同推动对于心力衰竭的菌群干预治疗。此外,我们也计划将来成立专门的团队来更加深入地研究菌群对心力衰竭的治疗策略。”第一,诊断方面,现阶段心力衰竭现行的检测方法主要是蛋白诊断。“而这正是这篇研究论文创新性的关键所在,揭示出除了蛋白诊断之外还可以用代谢来诊断心力衰竭,这对产业具有很大的推动作用。” 指出。传统的蛋白诊断基本都采用免疫法,即通过抗体和抗原结合的方法。“而我们揭示的方法是通过质谱代谢,借助分子量以及分子结构进行诊断,所以这种方法的特异性在将来有可能超越免疫法,准确率也可能高出很多。” 他表示。“目前,我们在诊断层面已经初具规模,第一,有科研团队;第二,有合作公司。我们已经和联合开发了一些质谱代谢诊断的方法,同时也在申报相关技术专利。” 说道,在他看来,质谱代谢诊断产业在心血管疾病领域中至关重要。“所以,我们需要继续吸引新的融资,以期能够让质谱代谢诊断快速地实现标准化。” 他补充说。第二,治疗方面,目前针对心力衰竭治疗的研究主要围绕细胞受体。据介绍,导致心力衰竭的机理有很多种,其中,最大的问题是线粒体障碍。“线粒体和能量代谢直接影响心力衰竭,而肠道菌群和线粒体之间是有关联的,所以,肠道菌群代谢物会影响到心脏的线粒体。”在他看来,菌群干预治疗将来会是小分子药物的一个有益补充。“我们接下来希望成立独立的团队来开展菌群干预治疗,这比诊断更为复杂,而且投资量也更大,所以我们想成立新的平台进行菌群的产业转化。” 指出。“综合来讲,诊断需要有治疗的配合,所以这两方面都必不可少,这也是我们想要更多投入的目的:一方面,把质谱代谢诊断推进到心力衰竭领域,目前我们已经开展了一些临床实验;另一方面,用于成立新的平台,通过菌群干预治疗包括心力衰竭与中风在内的各种心血管疾病。” 说道。据介绍,去年团队与联合成立了生物技术平台 —— ,专注于开发类器官平台,比如类心脏、类血管,以及癌症类器官等。对比细胞,类器官更能展示细胞所处的状态与细胞间的相互作用,更能模拟动物。“我们有一些需要在动物身上做的研究现在可以通过类器官实现了。” 他说道,“比如,在研究心力衰竭的时候,通过机器人来控制类心脏器官非常便捷,可以直接通过类器官来进行筛选药物对心脏的毒性。”除了心脑血管疾病,衰老以及代谢系统疾病都是世界性的研究课题,对于三者之间的关联,在看来,“衰老会直接引发心脑血管疾病,代谢系统疾病最终的死亡原因也大多是心脑血管疾病,所以,不论是衰老还是代谢最后都会归咎为心脑血管疾病。除此之外,衰老和器官衰老是两个概念,目前没办法来评估人体某个器官的寿命,我们希望未来能够通过蛋白组学、代谢组学技术来更客观地描述各个器官的寿命。”在看来,现阶段心脑血管疾病领域的代谢组学和蛋白组学实现产业化还需要较长的一段时间。“依照目前的状态,蛋白组学五年之内实现产业化非常难,第一,蛋白组学的定量还存在障碍;第二,蛋白组学的成本还相当的高;第三,蛋白组学较为依赖国外进口设备。” 他表示,“相较之下,代谢组学更有可能实现产业化,从而造福于病人。首先,定量准;其次,成本低;再次,越来越多的仪器公司,包括很多国内仪器公司都在研发用于诊断的质谱代谢仪器,如此一来可以打破欧美的垄断局面,实现质谱仪的本土化。”
  • 色质谱分析及其新技术在石化中的应用
    石油化工行业在国民经济发展中具有重要意义,是我国的支柱产业之一。而石油化工产品的品质如何,就需要分析检测技术来把关。因此,分析检测技术成为石油化工行业高质量发展的重要支撑。石油、化工相关的产品种类丰富,各类指标参数复杂,涉及到名目繁多的检测方法,如色谱法、质谱法、光谱法等。因此,在即将召开的第七届石油化工分析技术及应用新进展网络会议,特别邀请了多位嘉宾分享色质谱分析及其新技术在石化中的应用。部分报告预告如下:中国石油大学(北京)教授 韩晔华报告题目:《面向石油分子工程的石油组学分析》点击报名韩晔华,教授,博士生导师。毕业于北京大学分析化学专业,美国加州大学伯克利分校联合培养博士。现就职于中国石油大学(北京)化学工程与环境学院,重质油国家重点实验室,校青年拔尖人才、青年骨干教师。专业领域为质谱分析、石油分子工程。作为负责人主持9项国家级、省部级自然科学基金。在分析化学、能源化学领域的国际知名期刊发表学术论文45篇,包括多篇TOP期刊论文及封面论文,撰写英文专著篇章2部,担任《Separation Science Plus》副主编、《石油科学通报》 副主编、《Petroleum Science》青年编委。报告摘要:本报告分析石油组学研究所遇到的研究瓶颈,并介绍通过分析方法的创新将石油化学、催化化学、地球化学在分子层面进行有效链接并获得新发现、新认知。石油组学的本质是分子表征与构效关系研究,报告人通过质谱离子化方法的创新,使得更多未知的重组分“被看见”;利用石油分子的序列性,创新性的提出复杂体系中分子结构的集总表征;开发多种数据统计及可视化模型,建立与反应网络的关联。在此基础上,报告人在不同成熟度及海、陆相原油中发现了新型生物标志物,为地质演化及油藏勘探提供新视角;依托新建立的分子表征方法设计分子离子反应、研究实际工艺体系的反应路径,揭示了石油催化加氢脱硫反应机理、催化剂失活机理等,为油品清洁生产及定向转化提供指导。中海油化工与新材料科学研究院高级工程师 黄少凯报告题目:《重油中杂原子化合物分子组成分析方法研究》点击报名黄少凯,博士,高级工程师,现任中海油化工与新材料科学研究院分析表征首席工程师,主要研究领域为原油分子水平表征、原油评价、重油组成与结构分析、重油结构与加工性能研究以及高酸原油腐蚀特性等。2005年3月至2017年1月,在中石化石油化工科学研究院第一研究室工作,历任工程师、高级工程师及课题组组长;2017年1月2022年6月,任中海油炼油化工科学研究院分析表征首席工程师;2022年7月至今,任中海油化工与新材料科学研究院分析表征首席工程师。工作期间,主持2项集团公司级科研项目、12项地级科研项目,参与2项国家自然科学基金科研项目、2项集团公司项目;发表论文12篇,获得软件著作权3项,参与1项石化行业标准(排名第5)和1项炼化公司标准制定等。报告摘要:介绍工作内容。采用酸/碱改性固相萃取柱分离重油中含氧、氮(中性氮与碱性氮)化合物,采用甲基衍生化方法将硫化物转化为强极性的甲基锍盐分离重油中含硫化合物;然后采用超高分辨率的傅里叶离子回旋共振质谱(FT-ICR MS)结合电喷雾电离源(ESI)得到杂原子化合物的精确分子量,进而获得化合物的分子式,由化合物的质谱峰强度归一化计算得到相对含量。试验结果表明,采用样品预处理技术结合超高分辨率的FT-ICR MS可以得到重油中杂原子化合物的分子组成数据;采用上述分离方法对含氧、氮和硫化合物进行分离富集,其回收率分别为90%以上、80%以上和80%以上;FT-CRT MS测试含氧、氮和硫化合物的相对标准差小于5%。中国石油石油化工研究院工程师 郑方报告题目:《基于色谱质谱技术的石油卟啉形态研究》点击报名郑方,工学博士、理学博士;中国石油石油化工研究院工程师;致力于从分子水平认识石油,尤其是重质油的分子组成,研究石油分子在分离过程中的走向及化学加工过程中的转化规律。在Fuel、Energy & Fuels、Petroleum Science、《燃料化学学报》等期刊发表论文10余篇。报告摘要: 全面认识石油中金属卟啉类化合物的结构形态可以为完善石油加工工艺提供科学依据,有助于认识石油沥青质的分子组成,也可以通过解析石油卟啉的演化过程更加深入了解石油成因等地球化学信息。岛津企业管理(中国)有限公司系统气相专员 李学伟报告题目:《岛津色谱特色技术助力石化高效分析》点击报名李学伟,岛津企业管理(中国)有限公司 系统气相专员,从事气相色谱相关工作十余年,在石油化工领域系统气相定制方案上有着丰富的工作经验。现主要负责岛津系统气相产品线技术支持和应用方案推广工作。报告摘要:主要介绍岛津气相色谱自动进样系统、检测器系统、数据处理软件等特色技术在石油化工领域的应用,以及超临界流体色谱(SFC)和GC-FID联用技术,实现各种油品中烃族组分的高效分析。北京莱伯泰科仪器股份有限公司应用工程师 刘石磊报告题目:《热裂解在石油化工分析中的应用》点击报名刘石磊,北京莱伯泰科仪器股份有限公司应用工程师,主要负责莱伯泰科旗下品牌CDS热裂解产品线的应用研究与技术支持。 从事分析仪器应用等相关工作15年,工作经历主要围绕GC、GCMS的应用支持。报告摘要: 主要介绍热裂解仪在石油化工材料分析中应用,和热裂解仪在石油化工催化裂解中应用。SCIEX中国首席应用专家 李立军报告题目:《SCIEX 液质技术在石油化工行业有效成分分析与表征的典型应用案例分享》点击报名李立军,毕业于北京大学医学部,作为国内最早一批技术专家进入质谱分析行业,在食品、环境、药物及法医毒物市场等小分子领域拥有超过35年应用技术工作经验。报告摘要:主要介绍SCIEX液质技术在石油化工行业有效成分分析与表征的典型应用: 1、SCIEX QTOF液质技术靶向、半靶向、非靶向化合物鉴定流程介绍;2、油田开采过程中钻井液聚合物有效成分的分析;3、石油钻井液样本中表面活性剂分析;4、PET(聚对苯二甲酸二乙醇酯)解聚反应产物定性分析。第七届石油化工分析技术及应用新进展网络会议为促进石油、化工企事业单位高质量发展,推动分析检测技术进步,促进科技成果转化,同时也给石油化工相关工作者提供一个学习交流的平台,仪器信息网将于2023年5月31日-6月1日举行第七届石油化工分析技术及应用新进展网络会议,力争把最新的政府决策、最前沿的行业信息、最新的技术进展与研究成果呈现给大家。会议主办方:仪器信息网参会指南:1、点击会议官方页面(https://www.instrument.com.cn/webinar/meetings/petrochemical2023)进行报名。扫描下方二维码,进入会议官网报名2、报名开放时间为即日起至2023年6月1日。3、报名并审核通过后,将以短信形式向报名手机号发送在线听会链接。4、本次会议不收取任何注册或报名费用。5、会议联系人:高老师(微信号:iamgaolingjuan 邮箱:gaolj@instrument.com.cn)6、赞助联系人:周老师(微信号:nulizuoxiegang 邮箱:zhouhh@instrument.com.cn)
  • 【热点应用】高级多检测器GPC测量低分子量样品
    高级多检测器GPC测量低分子量样品凝胶渗透色谱(GPC)是测量天然和合成聚合物分子量和分子量分布的常见工具。先进的光散射检测器,越来越多地被用来克服传统GPC测量的局限性,准确提供绝对分子量以及分子尺寸。由于样品的光散射(Rθ)灵敏度会受到聚合物的分子量Mw、浓度(C)和折光指数增量(dn/dc)的影响,所以对于低分子量聚合物而言,准确测定分子量对大多数GPC/SEC系统来说是一个挑战。例如,PLGA等药物递送聚合物的dn/dc通常很低,而环氧树脂、多元醇等分子量可能极低。马尔文帕纳科最新GPC系统OMNISEC可用于克服测量低分子量聚合物测定的困难,这要归功于光散射和示差检测器灵敏度的提高。借助OMNISEC光散射灵敏度,您可以:以更高的准确度测量较低分子量的样品。可以较低样品浓度测量珍贵样品。以更高的准确度和灵敏度测量具有低dn/dc的样品。对环氧树脂、多元醇和PLGA样品的分析清楚地表明,先进的检测技术现在可以轻松地应用于低分子量等聚合物的表征。 环氧树脂双酚A用于生产双酚A二缩水甘油醚等环氧树脂,是一种低分子量样品,我们可以用OMNISEC在正常浓度下成功测量。在图1中,对浓度为3 mg/ml的双酚A(分子量为228 g/mol)进行分析,显示出示差RI检测器和光散射检测器LS都具有良好信噪比的信号响应。(图1)图1:双酚A(分子量228 g/mol)在THF中运行的多检测器色谱图(RI和RALS检测器)。样品浓度为3 mg/ml。用OMNISEC系统分析分子量为340g/mol的双酚A二缩水甘油醚,得到的色谱图(图2)显示了清晰的峰和良好的信号响应,尽管聚合物的分子量很低。图2:双酚A二缩水甘油醚(分子量340g/mol)在四氢呋喃中的多检测器色谱图(RI、RALS和粘度计检测器)。样品浓度为5 mg/ml。多元醇多元醇是具有多个羟基官能团的材料,通常用作合成其他聚合物(如聚氨酯)的反应物,或在食品工业中使用多元醇作为糖的替代品。了解这些材料的分子量分布对于监测它们在不同应用环境中使用是至关重要的。本文采用聚乙二醇(PEO)和聚丙二醇(PPG)为例进行分析。图3显示了极低分子量PEO的OMNISEC色谱图和结果。在RALS探测器中观察到良好的信噪比,使得对聚合物的全面表征成为可能。图3:多检测器SEC色谱图(RI、RALS和粘度计检测器)。分子量为196g/mo的聚乙二醇。样品浓度为3.9 mg/ml。在图4和表1中,您可以看到PPG的分析,它在THF具有非常低的dn/dc(0.045ml/g)。所有的检测器都有很好的响应,并且多次注射之间有很好的重复性。图4:聚丙二醇在THF中的多检测器色谱图(RI、RALS和粘度计检测器)。样品浓度为6 mg/ml。表1:三个聚丙二醇样品重复注射的分子量数据。样品浓度为6 mg/ml。聚乳酸-羟基乙酸 PLGA聚乳酸-羟基乙酸(PLGA)是一种生物相容性和生物可降解性聚合物,最常用于药物输送和组织工程应用。在药物输送应用中,PLGA用于配制药物和蛋白质在体内的受控输送装置。这些PLGA设备的工作方式是,当PLGA在体内降解时,它会释放与之相关的药物分子。PLGA给药装置的物理性能可以通过控制药物浓度、PLGA分子量以及组成PLGA的聚乳酸和乙醇酸的比例来调节。然而,由于PLGA在THF中的dn/dc非常低,约为0.05ml/g,因此SEC对PLGA的表征历来是非常困难的。如图5所示,使用OMNISEC系统在THF中按SEC分析PLGA 50:50后,每个检测器均可获得良好的信号响应和完整的样品表征。图5:PLGA 50:50多检测器SEC色谱图(RI、RALS、LALS和粘度检测器)。样品浓度为3.028 mg/ml。结论:与传统GPC相比,OMNISEC系统具有高灵敏度,因此可以在正常浓度下测量低dn\dc和低分子量样品,如环氧树脂、多元醇和PLGA,并具有极好的重复性。
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