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质谱定性定量方法

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质谱定性定量方法相关的资讯

  • 复旦大学杨芃原团队建立糖蛋白质/糖链质谱定量新方法
    糖是组成生命体的四大类重要分子之一,糖蛋白质是由糖链与肽链中的特定氨基酸残基以糖苷键共价连接而成的蛋白质。糖蛋白质普遍存在于生物体内,在很多生命过程中起着重要作用,如蛋白质的折叠、细胞之间的相互识别、炎症反应等。同时,糖基化修饰在疾病中,特别是肿瘤的发生、发展和转移过程中也起到重要作用,许多疾病诊断标志物及治疗的靶标都是糖蛋白质。糖蛋白质组学和糖组学的研究具有重要的科学意义。以基质辅助激光解吸电离质谱(MALDI-MS)和电喷雾质谱(ESI-MS)为代表的生物质谱技术,因具有快速、灵敏、可提供结构信息等优点,已成为糖蛋白质组和糖组分析的重要工具。  由复旦大学杨芃原教授团队撰写的综述文章“质谱技术在糖蛋白质组学与糖组学方面的研究进展”发表于2016年第3期的《国家科学评论》。这篇综述论文系统介绍了近年来以质谱为核心的糖蛋白质组和糖组的研究策略和方法,以及该领域重要的生物和临床发现。重点讨论了国内糖蛋白质组学和糖组学研究团队在糖蛋白质和糖链的分离富集、糖链的衍生,糖链和糖蛋白质的质谱碎裂技术,糖链及糖蛋白质序列组成分析的软件技术等方面的进展,并分析了基于质谱技术的糖蛋白质组和糖组研究的关键问题,展望了该领域未来的发展趋势。  杨芃原教授团队在基于质谱的糖蛋白质组学和糖组学方面展开了系统的研究。他们发展了一系列糖蛋白质/糖链富集和质谱定性的新方法,建立了基于复合纳米材料的富集新方法,基于新的共价反应的富集新策略,以及基于协同富集思路的富集新流程 建立了一系列糖蛋白质/糖链的质谱定量新方法,提出了酶促去糖链过程中的标记定量新方法和糖蛋白质组在蛋白质水平、糖基化程度水平及糖链水平的同时定量新方法等 开发了高通量糖蛋白质质谱检索的新算法等。这些工作提升了中国糖蛋白质组学和糖组学的研究水平,为糖蛋白质组学和糖组学研究提供了新的研究方法。
  • 毛细管气相色谱仪对复杂样品的定性定量分析
    在现代分析化学领域,毛细管气相色谱技术因其分离效率和精确的分析能力而被广泛应用。尤其在面对组成复杂的样品时,毛细管气相色谱仪显示出其优势。本文将深入探讨它在处理复杂样品时的定性和定量分析能力,以及其在实验过程中的应用策略和注意事项。   毛细管气相色谱仪的核心部分是长而细的毛细管柱,内壁涂有固定相。这种设计极大地增加了相互作用的表面积,使得样品分子能在气相和固定相之间进行成千上万次的交互作用。通过精准控制色谱条件如载气流速、温度程序等,可以实现复杂混合物中各组分的有效分离。   在进行定性分析时,毛细管气相色谱通常与质谱(MS)或傅里叶变换红外光谱(FTIR)联用,以增强识别未知化合物的能力。例如,气相色谱-质谱联用技术可以提供样品中每个峰的质谱图,通过数据库比对实现快速鉴定。这种方法尤其适用于石油产品、植物提取物、香精香料等复杂样品的分析。   定量分析方面,仪器通过与标准物质的保留时间和峰面积或峰高对比,实现高精度的定量测定。使用内标法或外标法定量,可以根据实际需要选择最合适的方法。内标法通过添加已知浓度的内部标准物来校正样品处理过程中可能出现的损失,从而提高定量的准确性。外标法则依赖于标准曲线,适用于可以精确控制样品进样量的情况。   操作时,需特别注意温度的控制和优化。升温程序必须精心设计以确保所有组分都能得到有效分离而不致于峰展宽或峰形失真。载气的选择和流速的调整也至关重要,氮气和氦气是常用的载气,它们具有化学惰性,不会与样品发生反应。   维护和日常检查对于保持设备的最佳性能也是必要的。定期检查和更换进样口的隔垫、衬管和色谱柱,可以防止样品交叉污染并保证分析的重现性。   综上所述,毛细管气相色谱仪是分析复杂样品的强有力工具。通过优化分析条件和适当的操作维护,可以实现对复杂样品中各个组分的高效、准确的定性和定量分析。
  • 利用配备EAD的Q-TOF质谱对血清中单抗药物进行自上而下的定性和完整质量的定量
    大家好,本周为大家分享一篇发表在Journal of the Ameican Society for Mass Spectrometry上的文章,Top-Down Characterization and Intact Mass Quantitation of a Monoclonal Antibody Drug from Serum by Use of a Quadrupole TOF MS System Equipped with Electron-Activated Dissociation1,通讯作者是来自美国宾州葛兰素史克的John F. Kellie博士。  最近,SCIEX开发了一种新的Q-TOF质谱系统,该系统具有允许调节的电子能量,能够将快速ECD作为电子激活解离(EAD)技术的一种操作模式,并能实现灵敏的大蛋白检测和定量。此外,通过采用一种新的trap-and-release特性,促进TOF加速器(Zeno阱)中心离子的空间质量聚焦,提高了碎片离子检测的占空比和信噪比(S/N)。本研究使用这个新型质谱仪器,对从血清中提取的一种生物治疗性单克隆抗体(mAb)进行了LC-MS分析,并进行了完整质量的检测、定量和亚单位表征实验。  样品处理和数据分析的流程如图1所示。简单来说,将研究的治疗性单抗药物注射到恒河猴中,使用自动免疫亲和试剂盒从猴血清中免疫捕获抗体。完整的单抗和还原的轻、重链进行LC-MS分析,并选择重链和轻链进行MS/MS分析和片段离子测定。在SCIEX OS软件中使用完整单抗和还原轻链的MS1数据进行定量。通过ProteoWizard文件转换处理亚基的片段离子数据,然后使用MASH软件套件中的THRASH脱同位素算法进行处理。最后将去卷积质量列表导入ProSight PC进行表征。  图1. 从血清中免疫捕获GSKmAb的LC-MS样品分析及数据处理流程。治疗性单抗轻链的Top-down MS示例数据如图2所示。抗体亚基达到电荷态分辨率 ,通过去卷积计算平均质量为23197 Da。对于碎片离子,实现了同位素分辨率,从中可以确定碎片离子质量(图2C)。在图2B中,使用SCIEX的内部研究软件,MS/MS谱显示了可能匹配的片段的叠加。图2C展示了去卷积后的片段离子的代表性数据。为了确定匹配的片段离子,使用THRASH脱同位素算法生成了高达30000 Da的精确质量。    图2. 从血清中免疫捕获和TCEP还原后GSKmAb轻链的表征分析示例。该Q-TOF仪器同时配备了EAD和CID功能,虽然两种解离方式可以在一次注射中进行,但作者进行了两次单独的注射。一次注射用于ECD MS/MS,第二次注射用于CID MS/MS。亚基的MS/MS覆盖率如图3A所示。ECD和CID结合时,轻链有49%的氨基酸残基被裂解。对于重链(图3B),获得了21%的残基覆盖率。    图3. 使用CID和EAD的组合对(A)轻链和(B)重链的表征结果。在这里,b-和y离子用蓝色钝角表示,c-和z离子用红色直角表示。接着,作者介绍了使用提取离子色谱图累积面积和去卷积质谱图累积面积两种方式的完整抗体定量研究。这里,将不同水平的mAb作为标准物质添加到血清中,建立2 ~ 50 μg/mL范围内的浓度与测定面积的线性关系。选取了两个电荷态的离子提取色谱和去卷积质量峰进行面积的累积(图4A, B)。MS数据显示,定量下限时(LLOQ=2 μg/mL),观察到完整的单抗电荷态分布的S/N约为4。对于定量上限(HLOQ=50μg/mL),观察到的S/N约为50(图4C, D)。在这里,校准曲线显示出良好的线性响应(所有数据的r2≥ 0.97),完整单抗定量的准确度和精密度值在15%以内。    图4. 完整单抗定量示例数据,使用基于XICs和去卷积数据的两种不同的定量方法。  本文介绍了自上而下的数据处理工作流程,这对于从MS/MS数据中获取信息至关重要。在XIC或去卷积质量水平上的生物分子定量也得到了证明,并表明这两种方法都足以从血清中测定单抗浓度。最后,作者预期这类能够实现完整蛋白质表征的多功能质谱系统将被更广泛地用于生物样本分析。  撰稿:夏淑君  编辑:李惠琳  文章引用:Top-Down Characterization and Intact Mass Quantitation of a Monoclonal Antibody Drug from Serum by Use of a Quadrupole TOF MS System Equipped with Electron-Activated Dissociation
  • 催化剂的定量和定性分析的完美组合:iChem 700全自动化学吸附仪和iMS 770全自动质谱分析联用系统
    iChem 700 和 iMS 770 联用 – 构成强大的催化剂表征/定量定性分析系统众所周知,在催化剂的研究中,定量分析以测定催化剂某一元素或化合物的量,定性分析以测定催化剂中某一元素或化合物的存在。定量和定性的组合联用对催化剂的研发过程中催化剂的表征、定量定性分析,形成完整的分析体系,对催化剂的研究起着至关重要的作用。iChem 700全自动化学吸附仪提供高质量的定量分析,iMS 770全自动在线质谱仪提供高质量的定性分析。iChem 700 全自动程序升温化学吸附仪 - 先进的催化剂表征/定量分析系统催化剂性能表征是评判催化剂性能的重要指标,其中催化剂的动力学指标最为重要。对于固体催化剂而言,同样重要的还有宏观结构和微观结构指标。催化剂性能的动力学表征衡量催化剂质量的最实用的三大指标,是由动力学方法测定的活性、选择性和稳定性,是活性催化剂提高化学反应速率的性能的一种定量表征。固体催化剂微观结构和性能表征结构固体催化剂起催化作用的部分是表面或表面若干层的原子所组成的活性中心。iChem 700 全自动程序升温化学吸附仪, 作为市场上配置优越的此类仪器,其性能卓越不言而喻。其硬件配置包括,6个高性能质量流量计,4个六通阀,2个三通阀,1个高温炉,1个蒸汽发生器,1个冷阱,1个高灵敏度TCD检测器,3个压力传感器,内部有4个温控区(分别为内部管路和阀门, TCD, 蒸汽, 高温炉)。14种规格的LOOP环可选。也许大家有兴趣了解,高配置的化学吸附仪有什么优点?其优点是显而易见的。1. 六个质量流量计:全自动化学吸附仪采用固体-气体两相反应,所以精确控制每一路气体的流量是确保分析数据质量的保障。2. 三个压力传感器:这样的设计,确保在制备,载气,分析气路的主管路上均配有压力传感器。实时检测各个主管路的压力变化,及时发现管路中可能有的堵塞。确保管路的随时通畅。进而保证分析数据的质量。3. 十四种LOOP环的选择:在不同的催化剂和催化剂不同的研发阶段,满足催化剂研发需要,并保证了低负载金属,小样品量,高负载金属,大样品量等各种情形下的需求。在有了上述高配置的仪器基础上,仪器的各项分析功能就有了强有力的保障:1. TPD分析(包括NH3-TPD):程序升温脱附,将已吸附吸附质的催化剂按预定的升温速率加热,得到吸附质的脱附量与温度的关系。主要用于研究吸附质与吸附剂之间的结合情况。 NH3-TPD分析可以提供催化剂的酸性位信息。2. TPR分析:程序升温还原,是将金属氧化物,混合金属氧化物和分散于载体上的金属的表面进行还原,从而获得金属氧化物与被还原的温度之间的关系。3. TPO分析:程序升温氧化,用于积碳催化剂的烧炭再生的考察,也用于研究气相氧与催化剂表面吸附氢和表面氧空位的反应。TPO确定催化剂在完成TPR之后重新被氧化,被氧化的部分占总共被还原部分的比例,用以反映催化剂的循环氧化还原性能。4. TPS分析:程序升温硫化,是一种研究催化剂是否容易“硫化”的有效,简单的方法。5. TPSR分析:程序升温表面反应,在一定程度上弥补了TPD的不足,将TPD和表面反应结合起来,对催化剂的研究提供了一种新的手段。6. 脉冲化学吸附分析:用以分析金属分散度和活性金属的尺寸。每一次脉冲注入的反应气体量由LOOP环的体积决定。脉冲化学吸附提供了一种分析活性金属表面积,催化剂金属分散度及活性金属颗粒大小的方法。7. 动态BET比表面分析:用以分析催化剂的比表面积,尤其是在各种化学吸附之前和化学吸附之后的BET比表面积的比较。与此同时,iChem 700的软件功能也包含了仪器控制和数据处理两个部分,同样具有强大的功能。从以上看出,iChem 700 全自动程序升温化学吸附仪,能够完成各种催化剂的表征和定量分析,成为催化剂研发和质量控制的有效手段和保障。iMS 770全自动在线质谱仪 – 催化剂定性分析系统iMS770质谱分析系统是分析大气压力下进样气体的紧凑型台式分析系统,是气体分析领域完美的解决方案,特别是在催化领域,iMS-770质谱分析系统集成了德国Pfeiffer Vacuum的核心组件。采用进口的一套进气装置,PrimaPlus质谱仪,干式膜片泵和HiPace涡轮分子泵。iMS-770质谱软件采用德国Pfeiffer Vacuum原装的分析操作软件,可对多达128种不同质量数的气体进行定性分析。其特点如下:1.采用四极质谱仪作为核心检测器,背景噪音低,检测限达到1ppm 2.高灵敏度离子源,采用镀氧化钇的铱灯丝,抗氧化能力强,寿命长。3.真空度和电流双重保护,防止系统误操作或突然漏气。4.分辨率为0.5-2.5amu,优化信号的强度,稳定性优于3%Ar。5.偏压技术和场轴技术,增强离子透过率,降低背景干扰。6.分子泵、前级泵产生干燥无油的测试环境,对不同气体有良好的抽气能力。7.高真空的分析室腔体,保温200℃。8.毛细管分流进样, 进样温度200℃,分流比例可调节。9.现场维护进样毛细管、离子源、灯丝、分子泵、前级泵等。10.分子泵,冷却类型,空气;轴承:复合轴承,使用寿命长。11.专用软件,操作简单,界面友好。iChem 700 和 iMS 770 联用 – 将质谱仪iMS 770的进气毛细管插入化学吸附仪 iChem 700的尾口,也就是经过化学吸附反应后生成的气体在流经化学吸附仪的TCD检测器后,进入质谱分析仪,在经质谱检测器的分析。这样的分析组合可以给催化剂研发人员对所研究的催化剂有一个更完整的表征。无论是在iChem 700化学吸附仪上做的TPD,TPR,TPO,脉冲化学吸附等各种实验,均可以将TCD分析后的气体,再引入到质谱检测器分析。综上所述,iChem 700对催化剂所做的定量分析和iMS 770对催化剂所做的定性分析,构成了催化剂的完整的表征系统,是催化剂研发人员必不可少的联用分析手段。
  • 【行业应用】赛默飞发布食物包装卡纸中迁移污染物的定性和定量分析方法
    赛默飞世尔科技(以下简称:赛默飞)近日发布应用固相微萃取-气相色谱-三重四极杆质谱联用技术(SPME-GC-MS/MS)对食物包装卡纸中迁移污染物的定性和定量分析方法。通过自动化操作,该方法运行快速、稳定且大量节省了人力。食品包装是食品工业中的一个关键环节, 包装材料种类繁多,包括塑料、纸质、金属和玻璃等。它在保护食物不受损坏的同时,可以保持食物新鲜、免于微生物降解。然而,食品包装材料同样可能导致食物腐坏。食品包装材料在全世界均受到相关法规的管制,最新发布的EU/202/2014法规,对可能接触食物的塑料材质包装物进行了限制规定:不仅规定了可由包装材料转移到食物中的化学物质最高限量,还明确了食品包装材料中禁止含有的化学物质,以及食品和包装材料中有关物质的限量。 过去20年,科研人员发表了多种对包装迁移物进行有效监控分析的测试方法,通常来说,主要分为两类:第一类是假设包装材料中每种化合物均 100% 向食物转移,对包装材料本身的最终形态进行分析,第二类在模拟条件下将模拟食物产品与包装材料在特定时长和特定环境下接触放置,再分析包装中化合物向食品的迁移情况。 食品包装卡纸可由原生纸、再生纸或二者混合物制成,再生卡纸更有可能广泛含有由降解产生的危险污染物,包括打印油墨、涂层和粘合剂。本次测试采用了固相微萃取技术(SPME)和气相色谱-三重四极杆质谱技术(GC-MS/MS),采取上文所诉的第一类方法,对食品包装卡纸中12 种代表性的可能迁移物(邻苯二甲酸盐、光引发剂、苯酚和异味成分等挥发性和半挥发性物质)进行了定量分析。本次实验应用Thermo ScientificTM TSQTM 8000 Evo GC-MS/MS质谱仪联用配备Thermo ScientificTM TriPlusTM RSH自动进样器和SPME(SPME NL: 50.5mm)模块的Thermo ScientificTM TRACETM 1310气相色谱仪系统进行测试分析。气相色谱分离采用Thermo ScientificTM TraceGOLDTM TG-5SilMS色谱柱(30m × 0.25 mm × 0.25μ m, P/N 10177894),用于定量和确证的原始数据则通过Thermo ScientificTM TraceFinderTM 3.2 软件中的智能定时扫描(timed-SRM)模块采集。 本实验采用经内部验证的测试方法,对 12 种可能由卡纸引入的迁移污染物进行了定量分析。方法应用了全自动SPME技术,有效提高了实验室测试通量。依据 IUPAC/AOAC 统一操作流程,完成内部方法学验证,并确证此方法适用于监测可能与食物接触的卡纸中的有害污染物。更多产品信息,请查看:TSQTM 8000 Evo GC-MS/MS质谱仪www.thermoscientific.cn/product/tsq-8000-evo-triple-quadrupole-gc-msms.html TriPlusTM RSH自动进样器www.thermoscientific.cn/product/triplus-rsh-autosampler.html TRACETM 1310气相色谱仪系统www.thermoscientific.cn/product/trace-1310-gas-chromatograph.html TraceGOLDTM TG-5SilMS色谱柱www.thermoscientific.cn/product/tracegold-tg-5silms-gc-columns.html方法下载,请查看:www.thermoscientific.cn/content/dam/tfs/Country%20Specific%20Assets/zh-ch/CMD/MS/GCMS/documents/SPME-GC-MS-MS.pdf ---------------------------------------------------关于赛默飞世尔科技赛默飞世尔科技(纽约证交所代码:TMO)是科学服务领域的世界领导者。公司年销售额170亿美元,在50个国家拥有约50,000名员工。我们的使命是帮助客户使世界更健康、更清洁、更安全。我们的产品和服务帮助客户加速生命科学领域的研究、解决在分析领域所遇到的复杂问题与挑战,促进医疗诊断发展、提高实验室生产力。借助于首要品牌Thermo Scientific、Applied Biosystems、Invitrogen、Fisher Scientific和Unity Lab Services,我们将创新技术、便捷采购方案和实验室运营管理的整体解决方案相结合,为客户、股东和员工创造价值。欲了解更多信息,请浏览公司网站:www.thermofisher.com 赛默飞世尔科技中国赛默飞世尔科技进入中国发展已有30多年,在中国的总部设于上海,并在北京、广州、香港、台湾、成都、沈阳、西安、南京、武汉、昆明等地设立了分公 司,员工人数约3800名。我们的产品主要包括分析仪器、实验室设备、试剂、耗材和软件等,提供实验室综合解决方案,为各行各业的客户服务。为了满足中国市场的需求,现有8家工厂分别在上海、北京和苏州运营。我们在全国共设立了6个应用开发中心,将世界级的前沿技术和产品带给国内客户,并提供应 用开发与培训等多项服务;位于上海的中国创新中心结合国内市场的需求和国外先进技术,研发适合中国的技术和产品;我们拥有遍布全国的维修服务网点和特别成 立的中国技术培训团队,在全国有超过2000名专业人员直接为客户提供服务。我们致力于帮助客户使世界更健康、更清洁、更安全。欲了解更多信息,请登录网站:www.thermofisher.com请扫码关注:赛默飞世尔科技中国官方微信
  • 岛津推出玉米赤霉醇及其杂质的离子阱-飞行时间串联质谱定性方法
    玉米赤霉醇是略带雌激素活性的合成激素,有催生长、提高瘦肉率的药物特性,作为家畜增重的外源激素,效果良好,但对人体生殖系统的形成和血浆中的甲状腺素水平有影响。家畜组织中玉米赤霉醇残留量一般为&mu g/kg水平,尽管极微量,但它仍对人体有潜在的危害。目前,许多国家对玉米赤霉醇用作动物促蛋白合成激素有严格控制,甚至禁止使用。我国农业部第235号公告明确规定玉米赤霉醇禁止用于所有食用动物,所有可食动物尿液。 &alpha -玉米赤霉醇结构式如图1所示。 图1:&alpha -玉米赤霉醇结构图 本文在研究&alpha ‐玉米赤霉醇(&alpha ‐zearalanol)标准物质时,采用高效液相色谱/离子阱-飞行时间/串联质谱仪(HPLC‐IT‐TOF MS)对其中杂质进行定性鉴定。高效液相色谱/离子阱-飞行时间/串联质谱仪是将高效液相色谱和离子阱质谱仪(IONS TRAP)以及飞行时间质谱仪(TOF MS)串联起来,使其在准确质量数和灵敏度方面较之其它多级质谱有较大提高,仪器具备高分辨率性能,能够准确提供分子和碎片离子的结构信息。由HPLC‐IT‐TOF MS 得到杂质的多级谱,对碎片裂解规律进行了探索,利用TOF较高的质量准确度,推测了杂质的可能结构,并用标准品对方法进行验证,结果表明,高效液相色谱/离子阱-飞行时间/串联质谱方法对杂质定性分析是很有效的。 有关玉米赤霉醇及其杂质的离子阱-飞行时间串联质谱定性方法的详细内容请参见http://www.instrument.com.cn/netshow/SH100277/down_171768.htm。 岛津高效液相色谱‐离子阱‐飞行时间质谱LCMS‐IT‐TOF LCMS-IT-TOF是岛津公司的高端质谱仪,该仪器曾于2005年3月获得了全球著名分析仪器匹兹堡展会的银奖,这是该年度质谱仪整机产品得到的最高奖。而后,又获得了国际权威的分析仪器杂志R&D的2006年新产品大奖。 关于岛津 岛津国际贸易(上海)有限公司是(株)岛津制作所为扩大中国事业的规模,于1999年100%出资,在中国设立的现地法人公司。 目前,岛津国际贸易(上海)有限公司在中国全境拥有12个分公司,事业规模正在不断扩大。其下设有北京、上海、广州分析中心;覆盖全国30个省的销售代理商网络;60多个技术服务站,构筑起为广大用户提供良好服务的完整体系。 岛津作为全球化的生产基地,已构筑起了不仅面向中国客户,同时也面向全世界的产品生产、供应体系,并力图构建起一个符合中国市场要求的产品生产体制。 以&ldquo 为了人类和地球的健康&rdquo 为目标,岛津人将始终致力于为用户提供更加先进的产品和更加满意的服务。 更多信息请关注岛津公司网站www.shimadzu.com.cn。
  • 定性定量形貌并进,岛津方案让微塑料无处遁形
    春节临近,聚餐活动增多,一盘盘海鲜上来,顿时把大家的味蕾调动起来了。一提到海鲜,大家都会想到什么?螃蟹、鲜虾、牡蛎......每一个都是吃货的最爱,但是你知道吗,在你大快朵颐之时,很有可能将海洋中的“PM2.5”——微塑料吃进肚中。微塑料是指直径小于5毫米的塑料碎片。我们食用海产品、饮用瓶装水等,可能是人体内微塑料颗粒的主要来源。近年来,许多研究者在牡蛎、贻贝和鱼类等食物中,饮用水、海盐,甚至蜂蜜中都发现了微塑料。人类摄入的微塑料尽管大部分随粪便排出,但仍会有少量的存留在体内,长期的蓄积,就可能造成危害。岛津公司作为全球著名的仪器生产厂商,为了实现“为了人类和地球的健康”之愿望,一直致力于开发领先时代、满足社会需求的科学技术,为社会开发生产具有高附加值的测试设备。在微塑料的定性定量测试方面,岛津可提供定性、定量和形貌分析的全面解决方案。1. 岛津红外显微镜AIM-9000图1.1 岛津红外显微镜AIM-9000傅里叶变换?红外光谱分析法(FTIR)是目前最常用的化学组分鉴定方法。红外显微镜AIM-9000可实现对微塑料的观察、定义测量位置、测量、鉴别结果,全部操作都能自动执行,并提供高灵敏度结果。应用案例大视野相机使得微塑料及异物更容易被确认,显著缩短决定测量位置的时间。图1.2 微塑料在红外显微镜下的图片(从左到右分别为:大视野相机、透射观察状态及透射测试状态下)测试样品光谱检索结果为PET塑料,见下图:图1.3 微塑料样品红外检索结果(上面为样品红外光谱,下面为PET的标准红外谱图)2. 岛津热分析-红外联用系统(TG-FTIR)热分析-红外联用仪,可以将TGA过程产生的气体通过可加热管线引入到红外光谱仪中,分析聚合物等材料热裂解过程产生的气体成分,从而得到聚合物的组成,更好的对热重结果进行分析。岛津热分析使用DTG-60,为热重-差热同步分析仪,一次分析同时得到质量及热量的变化信号,和红外联用,实现材料的定性及定量分析。图2.1 热分析-红外联用系统图应用案例:EVA(乙烯-醋酸乙烯酯共聚物)的分析图2.2 EVA 14%(左)及EVA 40%(右)热重-差热谱图250~400℃(7~16min):失重部分主要是乙酸400~550℃(直至25min):剩余聚合物的热解图2.3 EVA 14%(左)和EVA 40%(右)红外吸收强度随时间的变化图注:2925cm-1:C-H 峰;1800cm-1:C=O峰 (羰基)图2.4 EVA 40%在15.0min,18.0min,22.5min三时间点逸出气体的红外光谱图注:2925cm-1:C-H 峰;1800cm-1:C=O峰 (羰基)图2.5 EVA 40% 在15.0min时间点的红外光谱检索结果(乙酸)图2.6 EVA 40% 在22.5min时间点的红外光谱检索结果(石蜡)图2.7 EVA 14%(左)和40%(右)逸出气体的3D红外光谱图3. 能量色散型X射线荧光光谱仪岛津EDX-7000/8000/LE Plus 能量色散型X射线荧光分析仪,采用新型硅漂移检测器(SDD),具有高灵敏度、高分辨率的优点,能够进行快速无损定性-定量分析,方便快捷,无须化学前处理。图3.1 EDX-LE Plus 图3.2 EDX-7000/8000应用案例:1、 EDX对微塑料的定性分析图3.3 EDX定性分析结果图3.4 EDX定性分析结果(定性判定材质为PVC材质)图3.5 EDX定性分析结果谱图2、 定量分析微塑料成分及RoHS有害元素图3.6 EDX 对RoHS有害元素定量分析结果图3.7 EDX 对RoHS有害元素定量分析谱图通过EDX能量色散型X射线荧光光谱仪对微塑料的定性和定量分析,就可初步知道该微塑料可能为PVC材质塑料(也可进一步使用PY-GCMS有机化合物快速筛查系统进行塑胶材质的确认),同时可以确认该微塑料未检出RoHS指令要求的有害元素(ND表示没有检测到)。4. 热裂解-气相色谱质谱联用系统(PY-GCMS)热裂解?气相色谱质谱联用技术(PY-GCMS)可以用来鉴定微塑料类型。PY-GCMS是通过不断升高样品池温度,使得高聚物在特定温度发生裂解,释放短链小分子单体,再进入GCMS 检测,从而推断高聚物类型的一种方法,同时可鉴定聚合物及添加剂。PY-GCMS可实现对有机化合物的单步瞬间裂解Single-Shot分析, 热解析/瞬间裂解组合Double-Shot分析, 释放气体分析(EGA分析), 切割-释放气体分析(Heart-cut EGA 分析)。图4.1岛津 PY-GCMS应用案例:微塑料定性分析 图4.2 微塑料样品EGA分析色谱图 图4.3 微塑料样品EGA分析温谱图图4.4 微塑料样品1号峰EGA-MS谱库检索结果图4.5 微塑料样品2号峰EGA-MS谱库检索结果表1. 微塑料样品EGA-MS谱库检索结果POPs、全氟类化合物、多环芳烃、农药等有机污染物易富集在微塑料表面,岛津全面的色谱质谱分析手段,亦可提供全面的毒理效应研究方案。5、岛津电子探针EPMA-1720岛津电子探针EPMA-1720可实现微塑料表面的元素及形貌分析研究。图5.1 岛津电子探针EPMA-1720图5.2 微塑料颗粒面分析的背散射图像(成分相)图5.3 EPMA定性分析微塑料1谱图及半定量结果图5.4 EPMA定性分析微塑料2谱图及半定量结果通过电子探针EPMA-1720分析微塑料表面,在检测出K、Na、Ca、Mg、Al的同时,还检测出了Cl、S、Cr和Fe等元素。微塑料污染及其生态效应已成为全球环境科学研究的热点。微塑料随海流漂流无国界,溯源追责非常困难.因此,建立快速高效的微塑料分析监测方法不仅能为我国的微塑料污染研究提供技术支持。希望我们的全自动红外显微镜系统(AIM-9000)、热红联用仪器(TG-FTIR)、热裂解-气质联用仪器(PY-GCMS)、电子探针(EPMA)和能量散射型X射线荧光光谱仪(EDX)等技术,能够为微塑料的高效分析提供高效的研究基础。撰稿人:王利华、叶英、唐国轩 关于岛津 岛津企业管理(中国)有限公司是(株)岛津制作所于1999年100%出资,在中国设立的现地法人公司,在中国全境拥有13个分公司,事业规模不断扩大。其下设有北京、上海、广州、沈阳、成都分析中心,并拥有覆盖全国30个省的销售代理商网络以及60多个技术服务站,已构筑起为广大用户提供良好服务的完整体系。本公司以“为了人类和地球的健康”为经营理念,始终致力于为用户提供更加先进的产品和更加满意的服务,为中国社会的进步贡献力量。
  • 质谱分析|Native MS中计算质量、误差和不确定性的方法
    大家好,本周为大家介绍的是一篇发表在Journal of the American Society for Mass Spectrometry上的文章Fundamentals: How Do We Calculate Mass, Error, and Uncertainty in Native Mass Spectrometry1,文章通讯作者是来自美国亚利桑那大学化学与生物化学系的Michael T. Marty教授。  非变性电喷雾离子化质谱(native ESI mass spectrometry)已经发展为一种成熟的、表征生物分子相互作用和结合化学计量的技术,通过将生物分子的缓冲体系换成质谱可兼容的挥发性盐溶液,来保护样品的结构和非共价相互作用在离子化过程中不被破坏。随着该技术的发展,一些计算概念的标准化是有必要讨论的。本文介绍了native MS中质量的定义、计算、误差和不确定性。  对于一个质谱峰,有三个位置可以描述它的质荷比:平均值(mean)、中位数(median)和顶点(apex)。平均值又称为质心,即每根峰的质荷比加权其强度得到的平均值 中位数很少被用来描述峰值 顶点是指峰强度最高处的质荷比。在理想的情况下,质谱峰应该是完全对称形状的,质心和顶点的质荷比应该相同(图1A),但这种情况在native MS中比较少见,因为经常会有盐离子等小分子加合到峰上,导致质心和顶点分离以及峰型不对称(图1B),在这种情况下,顶点作为计算真实质量的参数更为合理。Native MS峰也可能与噪音(图1C)和基线(图1D)叠加,相比之下,噪音对顶点的影响大于基线,很可能干扰顶点的识别,这种情况下,选择超过一定阈值的质心计算质量更为合适。由于待测物会产生一系列电荷分布,建议在每个电荷态单独计算出质量后,再按电荷态的相对强度进行加权,获得最终的检测质量。  图1. 几种可能的谱峰形状:理想(A)、有加合(B)、有噪音(C)、基线高(D)。  在比较实测质量和理论质量时,误差指的是实测质量减理论质量,在谱峰鉴别时通常需要计算误差,而不确定程度是指在测量过程中不可避免的值的离散,为了评估误差和不确定程度,作者考虑了三个指标:①从不同电荷态计算出的质量的加权标准差(图2A),这反映了通过所有电荷态计算出的质量的平均值的准确程度,标准差越小,平均值就越准确,这种计算标准差的衡量不确定程度的方式,适合手动计算质量时使用。②峰宽(图2B),如果将质谱峰视为高斯分布,峰宽也是体现不确定程度的参数,在native MS中通常使用半峰宽来衡量峰之间的差异,由于重叠的峰难以手动区分但可以被软件识别,这种衡量方式更适合软件。③重复性(图2C),相比于前两种方式,重复性是更好的确定不确定程度的方式,不确定程度可以定义为多次重复测量出的质量的标准差,但重复实验也需要考虑实验重复性因素(喷针口径,样品制备方法,样品批次,仪器校准等)。  图2. 三种测量峰不确定程度的方法:不同电荷态计算出的质量的加权标准差(A),峰宽(B),重复性(C)。  总结:本文讨论了native MS谱峰的质量、误差和不确定程度的定义,推荐从native MS谱图中不同电荷态的峰计算质量后,加权平均以获得精确质量,并通过重复实验考察不确定程度。  1. Marty, M. T., Fundamentals: How Do We Calculate Mass, Error, and Uncertainty in Native Mass Spectrometry? Journal of the American Society for Mass Spectrometry 2022, 33 (10), 1807-1812.
  • 代谢物QTOF定量?!可以和QQQ媲美的高分辨质谱!
    代谢表型分析在临床和流行病学研究方面都有着很大的帮助,通常使用质谱来完成这一工作,用于高通量和稳定的测量疾病相关的代谢物。传统的定量分析使用三重四级杆的方法,但这种方法缺乏发现新的代谢物的能力。因此,Jeremy K. Nicholson团队1于2021年在《Talanta》上发表了《Asimultaneous exploratory and quantitative amino acid and biogenic amine metabolic profiling platform for rapid disease phenotyping via UPLC-QToF-MS》,提出了一种基于高分辨质谱(HRMS)的工作流程,在定量34中氨基酸及其他生物胺类代谢物的同时,还可进行全扫对未知代谢物进行探索。本研究使用三种人类体液(血浆,血清和尿液)对比了高分辨QTOF和传统QQQ的定量结果,发现两者准确度和精密度相当,且线性良好。将该方法扩展应用于SARS-CoV-2阳性患者和健康组血浆样本的对比分析,QQQ和QTOF均可实现两类样本的正确分类。重要的是,QTOF的全扫描数据可回溯分析,对34个目标定量物质之外的其他的感兴趣的生物标志物进行定量分析。实验设计QQQ和QTOF使用同样的液相条件,QQQ使用MRM扫描模式,QTOF使用bbCID扫描模式。QTOF使用的为布鲁克的impact II。两种仪器对比时线性,精度度和准确性,特异性等计算判断方法依据FDA和EMA生物分析指南进行。日内稳定性通过在一天内多次重复分析不同浓度的QC样本进行,日间稳定性在三天内分析不同浓度的QC样本并进行对比。实际样本的对比,进行了两组实验。第一组比较了两种不同仪器平台,定量人体血浆,血清和尿液样本中34种目标代谢物的结果。第二组使用两种质谱分析SARS-CoV-2感染者和健康人群样本,并进行统计学分析。结论线性和特异性QTOF和QQQ均能在1-400umol/L范围内实现良好线性,相关系数大于0.99,残差小于15%。表明QTOF在所需浓度范围良好的定量能力。QQQ一般情况下,会选择一个定性离子和一个定量离子来确证目标化合物并进行定量。但当目标化合物有背景干扰时,可能需要改变其定性离子来确证化合物,或者在样本前处理/色谱分离过程除去干扰。但高分辨QTOF可以使用高精度的窄窗口实现化合物筛选和定量。下图给出了一个相关的例子,分析尿液中的精氨酸时QQQ受到背景杂质干扰,但QTOF并不会。准确度和精密度对比了两台QTOF,三台QQQ的日间和日内精密度。根据欧洲生物分析论坛关于血浆代谢物分析的提议,我们的检测验证的预定义接受标准是四个不同浓度的QC样本的三次重复的平均偏差和CV为20%。图2显示了对NISTSRM1950样本中部分氨基酸定量结果日间精密度的雷达图。不同平台仪器对比为了评估本研究中五台仪器上实际样品的定量结果之间的一致性,对12个血浆、血清和尿液样品的氨基酸定量结果进行了比较。图3所示的相关矩阵表明,两类仪器平台的实际血浆样品中氨基酸的计算浓度之间高度一致,相关系数0.849.PCA分析PCA是代谢分析中常用的分析方法,用于对大批量数据的统计学分析。这里,我们使用PCA对34种氨基酸及生物胺类化合物进行分析,这34种代谢物在之前的文章中被验证为SARS-CoV-2感染引起相关变化的代谢物。图4给出了QQQ和QTOF数据PCA的结果。两类仪器均可明显区分健康组和感染组。区分健康对照组和COVID-19感染者的能力证明了该方法对COVID-19进一步研究的价值。QTOF同时定性和定量分析使用QTOF相比于QQQ最大的优点是数据采集过程中能最大程度的保留样本的信息,尤其是在样本非常珍贵的情况下,只需一针进样,就可以同时进行定性和定量分析。不仅可以进行靶向分析,还可进行非靶向目标物的分析。非靶向的分析可通过MetaboScape软件实现。在刚才的样本分析中,QTOF的全扫共扫描到2700多个特征峰,而QQQ只能扫描目标的34个化合物。这2700个特征峰中,存在很多潜在的标志物,使用QTOF可以对这些标志物进行定性和定量。下图给出了分析的相关示例。参考文献Nicola Gray, Nathan G. Lawler, Rongchang Yang, Aude-Claire Morillon , Melvin C.L. Gay, Sze-How Bong, Elaine Holmes, Jeremy K. Nicholson, Luke Whiley. "A simultaneous exploratory and quantitative amino acid and biogenic amine metabolic profiling platform for rapid disease phenotyping via UPLC-QToF-MS", Talanta 223 (2021) 121872.
  • 天津工生所建立无标定量MSE质谱数据分析流程
    超高效液相色谱-高分辨质谱(UPLC-HRMS)已经成为蛋白质组学、代谢组学以及药代动力学研究中的一项核心支撑技术,通过对不同生物样品的定量研究可以全面、精细地表征该生物体系的生理特性及预测功能。在用于蛋白质组学的质谱分析中,无标定量以其稳定性和安全性逐渐占据了主要地位。MSE方法是由Waters公司开发的应用在Q-TOF类型质谱仪器上的一种组学数据采集方法,作为一种数据独立获取(DIA)方式,它可以提高无标蛋白质定量的准确性和动态范围。但由于它特殊的输出格式形式,一些致力于分析数据依赖型(DDA)数据的常用开源软件不能对MSE 数据进行进一步的分析。   近日,中国科学院天津工业生物技术研究所水雯箐研究组成功建立了对基于MSE方法的无标定量蛋白质组学数据的新分析流程。在该研究中,结合开源软件Skyline和统计软件Diffprot建立起的工作流程,实现了对无标定量MSE质谱数据的定量分析。通过对磷酸化肽段和全细胞质蛋白质组定量数据的分析应用,验证了新开发流程的可靠性、稳定性、准确性和透明便捷的处理流程。另外,该研究创新性地发现改进后的新流程也可以应用于对小分子化合物的大规模定量分析,在蛋白质配体相互作用实验中,研究人员利用该新流程发现了针对药物靶点蛋白NDM1的新型小分子配体。   该研究获得国家自然科学基金和天津自然科学基金项目的支持,相关研究成果已经发表于Proteomics (2014,14:169&ndash 180),天津工生所和南开大学联合培养的研究生刘姗姗为第一作者。    无标定量MSE数据分析流程图
  • 最新微塑料定性定量分析技术,不容错过
    德国联邦材料研究和检测机构(BAM)与联邦环境局,柏林技术大学的水资源保护部门,以及GESTEL哲斯泰的一起研发并制造的TED-GC/MS技术,已获专利。可以用于定性和定量的分析水中的微塑料。 此项研究也让Ulrike Braun博士的团队获得了第六届“德国米尔海姆水奖”。此奖项旨在表彰以实践为导向的研发项目以及饮用水供应和水分析领域的创新概念的实施。由莱茵 - 威斯特伐利亚的自来水公司RWW和GERSTEL哲斯泰公司共同赞助。全世界的科学家们正在致力于研究和检测微塑料的工作中。 来自BAM高分子材料力学系的Ulrike Braun博士是此研究项目的负责人。她认为“目前的测量方法无法准确确定微塑料对环境的影响,” 目前,微塑料主要通过红外或拉曼光谱和显微镜检测这些测量方法识别颗粒,确定颗粒的数量和大小。但它们有两个缺点:它们非常耗时,而且,只能检查非常小部分的样品。“随着关于微塑料的争论不断增加,我们已经清楚地认识到,我们需要一种新的工艺,最重要的是,更快”。Ulrike Braun博士的团队开发了一种新的分析技术。缩写TED-GC-MS代表“热萃取热脱附 - 气相色谱 - 质谱”法。具有两个主要优点。测量仅持续几个小时,因此在采样后不迟于一周,测量结果可用。此外,该方法更可量化:该分析提供了除了大量天然颗粒之外还包括多少微克微塑料颗粒的准确信息,例如,在一升水中的微塑料总量。这些数据构成了测量极限值及微塑料控制的基础。想了解关于TED-GC/MS的更多信息,请参加6月16日举行的Webinar
  • 赛默飞质谱助您辨别真羊肉,定量肉类掺假比例
    2015年6月29日,上海——科学服务领域的世界领导者赛默飞世尔科技(以下简称:赛默飞)近日发布了基于全方位质谱平台的肉类检测解决方案,建立了从掺假发现,到定量多肽选择,以及定量实现的完整流程,并对发现的部分多肽进行了掺假实验与定量能力考察。目前最常用的肉类检测方法有:基于核酸的聚合酶链式反应技术(PCR)和基于抗体抗原结合的酶联免疫法(ELISA)。前者受到DNA降解,复杂基质的干扰和样品提取与扩增方法的影响,会对定性和定量的准确性造成干扰。后者往往受制于抗体制备,加工过程中蛋白变性,复杂基质和近亲缘种属之间同源干扰导致的假阳性影响。随着生物质谱技术的发展,大规模定性和定量研究蛋白表达谱的技术已经非常成熟。因此,利用质谱技术寻找不同肉类样品特征性蛋白或者多肽,并进行定量,能够避免现在最常用的PCR技术和ELISA所面临的种种问题,质谱技术不受食品加工的过程影响,因为氨基酸序列比核酸序列在加工过程中更容易保存;同时实现定性与定量,避免假阳性且定量结果更加准确可靠;能够同时监测多种添假。赛默飞基于Thermo ScientificTM超高分辨Q Exactive质谱平台,研究了五种常见肉类彼此之间的特征性专属多肽, 各自找到了数百条相对于其他四个物种的特征性多肽。选取其中找到的部分多肽,通过人为将几种不同的肉类进行混合研究,模拟现实中掺假的情况,通过利用Thermo ScientificTM TSQ QuantivaTM三重四极杆质谱仪建立了基于SRM(Selected Reaction Monitoring)的掺假比例定量方法。基于实验结果,对于每一个物种,为避免假阴性的结果,赛默飞研究人员同时选取鸡和鸭的六条特征性多肽,分别对两种禽类肉掺假进行了监测,并确定了最低的掺假监测限。考虑到掺假比例的经济性与可操作性,远远超过了实际监测的需求。与传统基于PCR和抗体的检测方法相比,质谱具有大致相当的灵敏度,拥有更好的避免假阴性与假阳性结果的能力,且能够避免由于加工所带来的PCR或者抗体相关空间结构破坏所带来的影响。与上述掺假相比,还有一种相对来说更为严重,性质更恶劣的掺假——病死肉的掺假。基于上述的方法,通过进一步系统研究,质谱也能够成为一种监测病死肉的手段,斩断病死肉流上餐桌的魔爪,与我们全方位的农残筛查与检测手段一起,为食品安全提供全方位的保障。同时,利用这种研究方法,我们还能助力有机肉类产品生产商,提供从肉类良种选择依据到肉类质量标准建立的可能性。产品链接:超高分辨Q Exactive质谱http://www.thermoscientific.cn/product/q-exactive-hybrid-quadrupole-orbitrap-mass-spectrometer.html TSQ QuantivaTM三重四极杆质谱仪http://www.thermoscientific.cn/product/tsq-quantiva-triple-quadrupole-mass-spectrometer.html解决方案下载链接:http://www.thermoscientific.cn/content/dam/tfs/Country%20Specific%20Assets/zh-ch/CMD/MS/LCMS/documents/meat%20adulteration%20by%20TSQ%20Quantiva.pdf------------------------------------------------关于赛默飞世尔科技赛默飞世尔科技(纽约证交所代码:TMO)是科学服务领域的世界领导者。公司年销售额170亿美元,在50个国家拥有约50,000名员工。我们的使命是帮助客户使世界更健康、更清洁、更安全。我们的产品和服务帮助客户加速生命科学领域的研究、解决在分析领域所遇到的复杂问题与挑战,促进医疗诊断发展、提高实验室生产力。借助于首要品牌Thermo Scientific、Applied Biosystems、Invitrogen、Fisher Scientific和Unity Lab Services,我们将创新技术、便捷采购方案和实验室运营管理的整体解决方案相结合,为客户、股东和员工创造价值。欲了解更多信息,请浏览公司网站:www.thermofisher.com赛默飞世尔科技中国赛默飞世尔科技进入中国发展已有30多年,在中国的总部设于上海,并在北京、广州、香港、台湾、成都、沈阳、西安、南京、武汉等地设立了分公司,员工人数约3700名。我们的产品主要包括分析仪器、实验室设备、试剂、耗材和软件等,提供实验室综合解决方案,为各行各业的客户服务。为了满足中国市场的需求,现有8家工厂分别在上海、北京和苏州运营。我们在全国共设立了6个应用开发中心,将世界级的前沿技术和产品带给国内客户,并提供应用开发与培训等多项服务;位于上海的中国创新中心结合国内市场的需求和国外先进技术,研发适合中国的技术和产品;我们拥有遍布全国的维修服务网点和特别成立的中国技术培训团队,在全国有超过2000名专业人员直接为客户提供服务。我们致力于帮助客户使世界更健康、更清洁、更安全。欲了解更多信息,请登录网站www.thermofisher.cn
  • 气相色谱-串联质谱法测定葡萄中78种农药残留的定量校准方法评估
    以柠檬酸盐缓冲体系的QuEChERS方法为前处理方法,气相色谱-串联质谱联用仪为检测仪器,建立了葡萄中78种农药残留的检测方法。以添加回收法评估了葡萄中4种基质匹配校准方法的定量结果,评估了4种校准方法的线性回归系数,回收率和精密度。结果表明:在添加回收试验中,添加水平为0.01 mg/kg时,4种校准方法在0.005~0.1 mg/L范围内,78种农药的质量浓度与对应的峰面积间线性关系良好,R2均大于0.99,大部分农药的精密度均可满足农药残留检测的要求。然而,在使用空白基质溶液配制的标准工作溶液进行校准时,无论是外标法还是内标法,回收率均无法兼顾所有分析对象。使用基质匹配标准溶液得到的基质标准曲线表现更好,其外标法和内标法的回收率范围分别为82%~114%和81%~110%,相对标准偏差范围分别为2.3%~18%和1.2%~17%,符合食品理化检测的质量控制要求,适合实验室日常监测采用。 气相色谱_串联质谱法测定葡萄中78种农药残留的定量校准方法评估_余巍.pdf
  • 融智生物:蛋白定量检测有望成为临床质谱的新突破点
    临床质谱成为精准医疗新方向临床检验需求的提升不断推动着检验技术的发展。生化、免疫等传统检验技术虽然具有自动化程度高、检测速度快的优势,但是已经不能满足临床对于检验方法灵敏度、特异性、多指标联检等的需求。近年来,临床质谱逐渐进入临床,由于其本身具有高灵敏度、高特异性、多指标联检等的优势,可以提高现有检验项目的精准度,也可以作为生化、免疫技术的有力补充,更好地指导临床诊断,有望成为精准医疗的新方向。所谓临床质谱,是指针对临床上特定分子的检测需求,结合了质谱仪器、试剂、耗材及样本前处理的一整套解决方案的统称。临床质谱技术目前在新生儿遗传代谢病筛查、维生素检测、药物浓度监测、激素检测、微生物鉴定、微量元素检测等多个临床场景应用广泛,主要集中在临床小分子代谢物的定量检测以及蛋白、核酸等大分子的定性检测方面,鲜见对于蛋白标志物的定量检测。MALDI-TOF质谱:临床大分子检测利器临床小分子代谢物的检测主要采用的是三重四极杆串联质谱技术(LC-MS/MS),这也是一段时间内临床质谱的主流技术。随着生命科学的进展,以及质谱技术的发展,能用于蛋白质、多肽、核酸等生物大分子检测的基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱(MALDI-TOF MS)技术越来越受到人们的关注。MALDI-TOF MS的工作原理是用一定强度的激光照射样品与基质形成的共结晶薄膜,基质从激光中吸收能量,与样品之间发生电荷转移使得样品分子电离。离子在高压电场作用下加速进入飞行管中,小离子飞得快,先到达探测器,大离子飞得慢,后到达探测器,从而得出检测结果。图 MALDI-TOF MS工作原理示意图由于其“软电离”的工作原理,MALDI-TOF MS非常适用于蛋白质、多肽、核酸等生物大分子的检测。临床质谱新高地——蛋白定量质谱目前常用的临床蛋白标志物的检测主要采用化学发光、免疫等方法,这些方法普遍存在依赖于抗体、抗干扰能力差、检测通量低、成本高等问题;串联质谱应用于蛋白质的检测虽然具有灵敏度、准确度、特异性高的优势,但是由于临床样本基质复杂,样本前处理繁琐,较难实现自动化,其对蛋白标志物的检测仍然停留在大规模蛋白标志物的筛选即科研层面,真正能用到一线临床蛋白标志物检验的质谱尚未出现。也就是说,临床质谱的蛋白定量检测目前仍然是一块空白的区域。MALDI-TOF MS在众多质谱中原理较简单、操作简便、对样本要求较低,是最容易实现自动化的一类临床质谱类型,这对于临床质谱的蛋白定量检测而言是一项巨大的优势。然而,上一代的MALDI-TOF MS由于重现性较差(SD>30%),不能满足临床定量的要求,所以其应用集中在定性检测方面,临床上我们所熟知的微生物质谱、以及近两年热门的核酸质谱都是MALDI-TOF MS在临床上的定性应用场景。随着技术的更新迭代,如今MALDI-TOF MS也能实现临床定量检测应用了。融智生物自主研发的新一代的MALDI-TOF MS平台——QuanTOF新一代宽谱定量飞行时间质谱,通过速度和空间同步聚焦、靶板和离子探测器同时接地、极高频率数据采集等专利技术的改进,首次实现在宽质量范围内(10-1,000,000Da)具有高的检测灵敏度和分辨率,且仪器的重现性达到SD<5%,完全能够满足临床定量的性能要求。图 QuanPRO蛋白定量质谱解决方案依托于高性能的QuanTOF质谱平台,融智生物正在朝蛋白定量检测方向积极布局,已经推出了包含试剂盒、全自动前处理仪器、质谱仪、数据处理软件在内的QuanPRO蛋白定量质谱全流程解决方案,可以一站式解决临床蛋白定量检测的面临的挑战,为临床疾病蛋白标志物的筛查提供更加快速、准确、经济的新方法。未来,临床蛋白标志物的快速筛查将是QuanTOF除微生物鉴定、核酸检测以外的一个重要的应用领域。
  • 检验医学网:MALDI质谱定量的时代已经到来,检验人你准备好了吗?
    近日,由检验医学网主办、融智生物承办的“质于精准,谱在未来——MALDI-TOF质谱能力论坛”于2021 CACLP期间在重庆隆重举办。在此次论坛上,中科院生物物理所李岩研究员表示:“MALDI-TOF质谱定量的时代已经到来!”---融智质谱使得MALDI-TOF质谱用于定量检测具备了可能性,最终实现需要配合方法学开发。中科院生物物理所 李岩研究员李岩研究员在此次论坛上进行了题为《MALDI质谱在科研与临床中的应用》的主题报告。报告提到,由于MALDI-TOF质谱具有设备简单(不与前处理仪器相连接)、高通量、仪器稳定、操作与维护简单、谱图解析简单等特点,与ESI源质谱相比,更适用于临床现场快检,有望成为常规的检测技术。然而,也正是由于MALDI-TOF质谱仪器的这些特点,导致其灵敏度和分辨率有限,在临床上大家比较认可的一度只有微生物鉴定这一个定性应用,就连最近发展起来的核酸检测本质也是定性应用。业内心照不宣地认为MALDI-TOF质谱用作定量检测仅仅是个噱头,是不可能实现的,也正因此它在临床领域的应用非常有限。这话放到三年前可能是正确的。现如今,MALDI-TOF质谱的国产化发展迅速,国内厂家研发的不少于10家,这其中就包括融智生物。融智生物的特别之处在于实现了MALDI-TOF质谱的第二个能力——定量。我们可能需要换个角度看待现在的MALDI-TOF质谱了。蛋白质检测是科研领域比较关心的问题,根据其分子量大小可以分成多肽小蛋白(分子量<20000Da)和大蛋白(分子量>20000Da)。临床相关的多肽检验指标较少,尤其是作为激素的多肽往往水平非常低,一般为皮克每毫升,常规方法很难进行检测。多肽组学是很好的检测生理状态的指标,如果有好的方法学,对于发现新的生物标志物做新诊断指标研发非常有用。然而,多肽的分子结构类似,种类很多,对仪器的分辨率要求比微生物要高很多。另外,如果要做内源性生物标志物的分析,特别是血清标志物,定量能力是必要的,即使是相对定量,也需要非常高的定量重复性,否则得到的结果并不可靠。李岩研究员表示,过去他们在这个方面做的少,主要是因为早期的MALDI-TOF质谱仪器对定量没有进行优化,CV(变异系数)超过30%,不可能实现多肽谱学研究。现在,融智生物的质谱CV可以做到5%以内,所以他们开始考虑多肽的方法学研究了。图.在80个不同靶点采集的80张质谱覆盖图,糖化与非糖化定量精度达到~99%,融智生物QuanTOF质谱仪。图片来源于李岩研究员报告《MALDI质谱在科研与临床中的应用》。当然,MALDI-TOF质谱实现定量检测是一个非常艰难的过程,它的实现不是一个点的突破,是一系列的技术积累才实现的结果。有了定量能力才能讨论MALDI-TOF质谱临床检验技术开发。小分子检测是李岩研究员最近更关心的一方面。由于之前无法实现定量,所以MALDI-TOF质谱用于小分子定量检测的配套方法学开发比较少,加之血液中的小分子含量水平低,提纯困难,在以前这是被认为无法实现的领域。正因为MALDI-TOF质谱有定量能力了,研究人员可以考虑做更多的检测方法学研究了。据悉,李岩研究员自从与融智生物接触以后,一直想做这个方面的方法学开发,并于2019年开始尝试,在广东省设立了科研项目,目前已经发表类固醇和三油甘脂检测相关的两篇文章,还对三油甘脂细分进行了研究。方法开发出来,下一步需要考虑的问题就是与现有的临床方法学比较,有没有足够的优势,临床需不需要做到这么精确的程度。无论如何,不管是科研还是临检,都有了一个新的方向可以去尝试。在报告的最后,李岩研究员对MALDI-TOF质谱的应用前景进行了总结:第一,MALDI-TOF质谱更具备临床现场快检的可能性,因为它相对稳定,仪器简单,很少出故障。第二,现在的MALDI-TOF质谱已经具备定量能力了,这是一个新的方向。第三,MALDI-TOF质谱没有专门的前处理仪器,前处理方法学开发是需要关注的领域。可以说,只要成熟一个前处理方法学就会多一个临床检验项目。 “我们的工作就是希望通过方法学开发,把更多的科研项目变成临检项目,为医院服务,这是我们的目标。也希望仪器的发展能带动整个应用领域的进步,”李岩研究员表示。(本文整理自中科院生物物理所李岩研究员报告:《MALDI质谱在科研与临床中的应用》)文章来源:检验医学网
  • Obitrap超高分辨质谱平台:多肽药物特立帕肽的定量分析
    多肽药物是介于大分子蛋白/抗体类药物和小分子药物之间的一 类重要的药物分子,因其生物活性高、靶向专一性高、选择性 高、毒副作用低等优点而被广泛应用于疾病治疗领域[1]。Ther mo Obitrap因其超高的分辨率,质量轴稳定性,已经广泛应用 在了多肽药物结构表征中。Obitrap 作为高分辩还具有极高灵敏 度和线性范围,因此也被越来越多的应用到药物的定量研究中。  PTH 是甲状旁腺主细胞分泌的由84个氨基酸组成的多肽类 激素,其对于维持钙磷代谢的稳定起着至关重要的作用。 特立帕肽(SVSEIQLMHNLGKHLNSMERVEWLRKKLQDV HNF,4117.7 Da)是一种人工重组合成的人PTH 1-34多 肽,是第一个被美国食品药品监督管理局(Food and Drug Administration,FDA)批准的抗骨质疏松性骨折的骨合成药物。 Thermo Scientifific Q Exactive Focus 四极杆 Orbitrap 组合型质 谱仪专为常规分析应用而设计,最高分辨率为7万,最大分辨 率12Hz,可以在同一系统中同时实现准确可靠的定性和定量分析。  Obitrap Fusion Lumos是赛默飞世尔科技在2015年推出的三合 一的静电场轨道阱超高分辨质谱仪。Lumos搭载的分段式四级 杆技术(Advanced Quadrupole Technology,AQT)使离子传 输效率至少提高了 2 倍,超高场的Obitrap拥有50万分辨率和 20Hz的超快扫描速度,使Lumos在具有极佳的灵敏度同时,还 拥有稳定性和动态范围。  本实验将基于两款Obitrap高分辩质谱Q Exactive Focus和Obit rap Fusion Lumos建立多肽药物特立帕肽的定量分析方法,考 察高分辩质谱Obitrap的定量能力。  实验结果  1、特立帕肽标准品在Focus,Lumos上的线性与准确度。  用稀释剂(含0.1ug/μL BSA,1% FA,5% ACN)的稀释剂逐级 稀释特立帕肽标准品,配置成一系列浓度标准品,上样分析。 结果表明,Focus对特立帕肽的定量下限为50 pg/mL, 上样5μL,上柱约60 amol,标准曲线线性良好,R2=0.997,标 准曲线各点回算的浓度在理论值的15%以内。  特立帕肽的LOQ点在Focus和Lumos上的提峰图如图,峰型良 好,信噪比S/N10,重复5针的RSD10%,表现出了 良好的稳定性。图 Focus,Lumos上LOQ的峰图  2、特立帕肽血浆样品在Lumos上的线性与准确度。   同时在Lumos上考察了特例帕肽血浆样品的定量下限。取150 μL的空白人血浆,加入一系列浓度梯度的特立帕肽标准品,配 置成血浆标曲,用1:6体积的75% 乙腈沉淀后,离心去上清, 挥干,复溶后进样。 结果显示,Lumos对于基质复杂的血浆样品仍表现出良好的线 性,精密度,稳定性。特立帕肽最低定量下限为50 pg/mL,线 性范围50 pg/mL-50 ng/mL,1000倍的线性范围,上柱 量约60 amol,标曲各点Diff值 10%。  结论 本文分别在Obitrap Focus,Lumos上建立了大分子多肽类药物 特例帕肽的定量分析方法。结果表明,高分辩Obitrap对特立 帕肽表现出良好的定量能力,定量下限可以分别达到上柱60 amol,24 amol。同时,对于基质更为复杂的血浆样品,Lumos 上可以达到定量下限上柱60 amol,灵敏度满足临床上对特立帕 肽的检测要求。Obitrap作为高分辨质谱,在拥有超高分辨率的 同时,兼具出色的灵敏度和稳定性,可以应用大分子多肽类药 物的定量分析与检测。
  • SCIEX在线SPE系统对污水中12种毒品及代谢物的定性与定量分析
    城市生活污水中毒品成分监测分析工作是科学、客观评价当地毒情发展态势的有效手段,是禁毒工作决策的重要依据。根据检测结果、污水处理厂当日潜水流量等参数,得到城市日均毒品消耗量、城市人口日毒品吸食总量和平均人口毒品暴露水平,用来追踪毒品滥用随时间的变化情况,城市非法药物和毒品贩制情况、以及城市的非法药品使用滥用情况,实现实时毒情监测。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”话题,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。本文邀请到SCIEX公司应用技术专家孙小杰经理谈谈污水验毒相关的技术及解决方案。SCIEX公司 应用技术专家孙小杰经理污水中毒品及其代谢物的浓度测定是污水分析法评估毒品使用量的关键。方法的基本思路是对污水中的毒品及代谢物进行检测,但毒品代谢物进入污水系统后与生活污水进行混合,其中的化合物含量有可被稀释上千倍,浓度在ng/L级别,同时污水中复杂的基质也对仪器的抗污染能力提出较高要求。相比传统的离线固相萃取方式,在线固相萃取(On-line SPE)具有样品利用率高、所需样品少;全体积自动在线萃取、解吸、进样,通量高、可大大节约人力及时间成本;同时前处理交叉污染相对较少等特点。因此在实际污水验毒工作中深受一线检测人员欢迎。基于此,我们开发了SCIEX On-line SPE-MS/MS 系统对污水中12种毒品及代谢物进行定性与定量分析方法。本方法具有以下特点:1、速度快:无需复杂前处理过程,一针进样只需15分钟,同时结合重叠进样(Load Ahead)功能,可极大的减少样品等待时间,提高检测效率。2、抗污染:SCIEX专利的Turbo VTM离子源可耐受长期、大量的污水检测工作,无需频繁的清洗和维护,有效减少工作量,提高定量准确度。3、兼容性好:设备可以在On-line SPE-MS/MS和常规的UPLC-MS/MS之间无缝切换,在做污水验毒项目时不影响其他项目的检测。试验方法1.样品前处理取10mL污水,加入同位素内标制得25ng/L的溶液,10000rpm转速下离心10min,取上清,待上样分析。2. 液相条件液相:SCIEX Exion LC 20ADTM系统大体积进样器:CTC PAL3 进样系统分析柱及流动相条件:Phenomenex Kinetex Biphenyl(2.1*100 mm, 2.6μm),流速0.4mL/min,流动相A:水(0.02%甲酸+2mM甲酸铵);B:乙腈(0.02%甲酸+2mM甲酸铵),梯度见表1。SPE柱及流动相条件:HLB(2.1*30mm, 20μm),流速2mL/min,A:水;B:甲醇,梯度见表2。柱温:40 ℃上样量:2mL梯度洗脱条件:表1 表2 实验结果12种毒品及代谢产物的典型色谱图采用空白污水样本加标,配置浓度在1-500ng/L范围内的系列标准曲线,内标加入浓度为25ng/L,全部12种化合物线性关系良好,见图2。图 2 12种毒品及代谢物的线性关系曲线总结建立了一种CTC On-line SPE系统和SCIEX Triple QuadTM 4500系统联用,分析污水中12种常见毒品及代谢物的分析方法。该方法前处理操作简单,可有效地节约时间和人力成本,提高工作效率;方法的灵敏度高、重复性好、准确度高,经过多批次的实际样品测定,结果稳定可靠。通过多目标物的在线自动富集,可有效提高方法的检测灵敏度,更好的应对污水验毒工作。打击防范毒品违法犯罪是一项复杂、艰巨、长期的系统工程。针对毒情新形势新变化,加强禁毒技术研究,推进禁毒科技创新,才能牢牢掌握同毒品违法犯罪作斗争的主动权,推动禁毒工作不断取得新成效。
  • UHPLC-MS方案|下游生产工艺中HCP定性/定量分析
    前言宿主细胞蛋白 (Host Cell Protein, HCP) 是细胞生长和后续生产工艺中来源于宿主细胞系的生物药品杂质,会对药品最终的安全性和有效性产生不利影响。因此,必须通过一系列纯化步骤去除这些 HCP。国际人用药品注册技术协调会(ICH)、美国食品和药物管理局 (U.S. FDA)、欧洲药品管理局 (EMA) 和其他国家的监管机构都有关于 HCP 监测的指南。 在本文的研究中,我们对三个来自于下游生产工艺不同纯化阶段的样品进行了基于LC-MS高分辨质谱串联平台的定性及定量分析,并对每个样品中存在的高风险HCP进行了特别标注。分析流程请见图1。 图1 实验整体流程(点击查看大图) 在经过一步ProteinA纯化后的样品中,鉴定到676个具有定量信息的HCP(peptide≥3,下同);再经过一步阴离子交换色谱(AEX)纯化后,HCP数目下降至111;在此基础上再进行一步阳离子交换色谱(CEX)纯化后,仅检测到7个HCP。三个样品中定性及定量的HCP数目请见表1。 表1 不同纯化阶段样品中定性并定量的HCP,所有数据均为三次生物重复的平均值 对于会引起免疫响应、降解蛋白或辅料的高风险HCP是科学家们在产品工艺的优化过程中尤为注意的。图2展示了随着纯化步骤的增多,高风险HCP数目呈减少趋势。图3展示了经过三步纯化后依然能够鉴定到的三个高风险HCP及其各自的含量。图2. 不同样品中高风险HCP数目变化趋势(点击查看大图) 图3. 经过三步纯化后样品中依然能鉴定到的高风险HCP(点击查看大图) 本实验中所有数据均是由一站式生物制药分析软件BioPharma Finder4.1处理。该软件内置HCP分析功能,可同时对目标蛋白和HCP进行搜库、定性和定量(图4~6)。图4 HCP鉴定结果展示界面(点击查看大图)图5 同一个HCP在不同样品中的变化趋势,每个样品均进行了三针技术重复(点击查看大图)图6 三步纯化后一条来源于高风险HCP肽段的二级谱图及覆盖率(点击查看大图) 客户得益用非变性酶解条件进行 HCP 鉴定和相对定量的工作流程,然后进行 LC-MS/MS 分析。使用 UHPLC 系统和高分辨率精确质量 (HRAM) 质谱仪在宽动态范围内进行HCP定性与相对定量,灵敏度可低至约 1ppm。为各个 HCP 提供定性和定量信息,可用于指导下游工艺开发和优化决策。证明 POROS 树脂具有高选择性,可有效去除不同含量和种类的 HCP。Biopharma Finder 4.1单一软件解决方案,可同时提供目标蛋白的肽图分析结果及HCP的定性定量结果。本研究中使用的样品由赛默飞生物工艺部下属的生物工艺设计中心(Bioprocess Design Center, BDC)所提供。该中心总监马骏表示,近年来,有关抗体药品中的HCP可能导致临床不良反应的报道屡见不鲜,其中某些高风险HCP被发现可能是导致不良反应的主要因素。这些案例从客观上对我们提出了一个新要求:在抗体药物的CMC开发过程中,越早对HCP进行更进一步的分析鉴别,越快在工艺开发中去除高风险HCP,就越有利于该药品在临床阶段的成功,而LC-MS联用的方法无疑为这一需求提供了可靠的工具。
  • 非变性质谱高通量、定量分析肽交换MHCI复合物
    大家好,本周为大家分享一篇最近发表在Analytical Chemistry上文章,High-Throughput, Quantitative Analysis of Peptide-Exchanged MHCI Complexes by Native Mass Spectrometry1。该文章的通讯作者是美国基因泰克公司的Wendy Sandoval研究员。  癌症疫苗是通过利用肿瘤细胞相关抗原,来唤醒人体针对癌症的免疫系统。常见的策略是通过对病人的肿瘤细胞样本进行基因测序来寻找特征性抗原肽,该抗原肽会与I类主要组织相容复合体(MHCI)相结合并呈递至CD8+细胞表面,通过与CD8+细胞表面受体相结合从而诱导免疫反应。为了实现整个过程,研究人员通常会结合基因测序和计算机预测结果设计多个候选抗原肽,每个候选肽都需要通过实验测试来确认它与MHCI分子的结合能力以及相关免疫原性。此外,考虑到编码MHCI的基因具有多态性,候选抗原肽还需要与不同等位基因编码的MHCI分子进行测试。因此,本文开发了一种高通量方法,利用非变形质谱快速筛选候选抗原肽并表征形成的肽-MHCI复合物(pMHCI)。  pMHCI复合物中抗原肽的体外载入一直以来都是难点,因为MHCI复合物(包括HLA和β2M亚基)本身并不稳定,需要长度为8~10的多肽链载入到MHCI的凹槽以保持完整。本文则通过利用紫外光裂解肽-MHCI复合物(UV-MHCI)的肽交换实现抗原肽的载入,具体步骤如图1A所示,通过紫外光照,UV-MHCI中的高亲和肽被切割转为低亲和肽段,该低亲和力肽段极易发生肽交换,通过监测新的pMHCI复合物的形成实现对候选肽的评估。目前常用的检测pMHCI形成的工具包括ELISA、TR-FRET以及2D-LC-MS。然而这些方法仅能提供有限的信息关于肽交换、pMHCI分子质量,对形成的pMHCI复合物无法进一步的表征。事实上,pMHCI复合物对后续诱导免疫反应至关重要。  图1. 癌症疫苗的免疫监测的示意图:A) 筛选流程,B检测方法。  为了确认非变性质谱(nMS)能否用于pMHCI复合物表征以及肽交换率的检测,作者对UV-MHCI以及6个标准肽段进行了考察(图2)。未经UV照射的UV-MHCI MS谱图(图2A)可以观察完整的UV-MHCI复合物以及丢掉紫外光裂解肽的MHCI。MHCI复合物被认为是气相解离产生的,因为没有活性肽的稳定作用,MHCI很难存在于溶液相中,溶液中没有MHCI,“空壳”的MHCI只有可能是质谱中UV-MHCI的气相裂解产生的。图2B证实了这一观点,经紫外光照射后,紫外光裂解肽由高亲和力转为低亲和力,从MHCI上脱落,MHCI解离成HLA和β2M亚基,谱图中能观察到HLA和β2M亚基信号。确认了MHCI是由peptide-bound population产生的信号,作者开始用该方法去定量标准肽的肽交换率。如图2C为UV-MHCI与标准肽孵育并过夜UV照射得到的谱图,仅观察到完整的pMHCI以及“空壳”MHCI的信号,说明实现了100%的完全肽交换。如图2D,肽交换率随孵育时间改变,2小时孵育时间足以实现最大肽交换。  图2. nMS表征UV光照A)前B)后的UV-MHCI复合物,C)nMS测定UV-MHCI与标准肽的肽交换率,D)标准肽肽交换率随时间的变换情况。  为了提高分析通量,减少样本消耗,作者在nMS基础上开发了SEC-nMS和CZE-nMS系统。作者用SEC-nMS系统测定了50个候选肽的交换率,说明该系统能够进行中或大规模的数据采集。相比较SEC-nMS而言,CZE-nMS系统具有更高的灵敏度和通量,样品体积消耗从微升减少至纳升,分析时间也缩短为2 min(图3A)。检测信号与进样量呈线性关系,注射体积为3 nL时,最低检测限为6 ng(图3BCD)。作者测定了67个候选肽跨越4种等位基因编码的MHCI分子的肽交换率(图3E)。此外,通过将UV-MHCI复合物同时与四种以上的候选肽进行孵育可在单个实验中同时检测它们的相对肽交换率以及与MHCI结合的亲和力(图3F)。作者还提出Vc50这个概念,即导致50%的pMHCI复合物发生解离的碰撞电压,可作为评估pMHCI复合物稳定性的重要参数。  图3. 使用CZE-MS系统高通量分析pMHCI复合物  除了检测pMHCI复合物的形成,测定肽交换率,nMS还可以对形成的复合物进行进一步的结构表征。如图4所示,native top-down的分析策略可获得多层次的结构信息。本文使用的Orbitrap Eclipse “Tribrid” 质谱,图4A为完整pMHCI的MS1谱图,图4B为施加源内电压(SID)促使蛋白解离为亚基,图4C是将14+ pMHC单独分离出,为后续HCD活化做准备。图4D为pMHCI复合物经HCD解离后的MS2谱图。图4E和图4F则分别为对肽段以及HLA亚基进行top-down测序的结果。这些多层次的结构信息能够帮助区分HLA亚型、阐明候选肽的序列,包括一些PTMs、二硫键信息。这些结构细节可能会影响候选肽与MHCI分子间的亲和力甚至是后续T细胞受体的识别。  图4. Native top-down分析策略获得pMHCI复合物的多层结构信息  总之,本文将非变性质谱(nMS)与分子排阻(SEC)或毛细管电泳(CZE)分离技术相结合用于高通量筛选pMHCI复合物中的候选肽。该方法能够直观确认pMHCI的完整性,Vc50可作为评估复合物气相稳定性的重要指标,通过native top-down分析策略可获得多层次的结构信息。以上所有确保了后续临床T-细胞实验的正常进行。  撰稿:刘蕊洁  编辑:李惠琳  原文:High-Throughput, Quantitative Analysis of Peptide-Exchanged MHCI Complexes by Native Mass Spectrometry  参考文献  1. Schachner LF, Phung W, Han G, et al. High-Throughput, Quantitative Analysis of Peptide-Exchanged MHCI Complexes by Native Mass Spectrometry. Anal Chem. 2022 10.1021/acs.analchem.2c02423. doi:10.1021/acs.analchem.2c02423
  • 基于液相色谱-质谱技术的代谢组学分析方法新进展
    第二十届全国色谱学术会议于4月19日在西安曲江国际学术会议中心顺利召开,来自于国内外上千名的专家学者汇聚于此分享着在色谱领域中最新的研究成果和进展。在此次会议上,来自于中国科学院大连化学物理研究所的许国旺研究员向到场的嘉宾和观众介绍了液相色谱-质谱联用技术在代谢组学中的最新研究进展,并与现场嘉宾和观众进行了交流。   许国旺谈到,代谢组学是通过考察生物体系受刺激或扰动前后代谢物谱及其动态变化来研究生物体系代谢网络的一种技术。根据研究目的不同,可以将代谢组学研究策略分为非靶向代谢组学和靶向代谢组学。通常非靶向方法主要用于代谢表型区分或差异代谢物发现的研究。从分析技术的角度来看,非靶向代谢组学是尽可能多地定性和相对定量生物体系中的代谢物, 最大程度反映总的代谢物信息。靶向代谢组学通常针对某个代谢通路或某些感兴趣的已知代谢物进行高灵敏度检测和准确定量分析,主要用于某些差异代谢物的验证等经典的靶向代谢组学LC-MS分析先由目标代谢物标样产生选择反应监测(SRM)/多反应监测( MRM) 离子对, 然后对样品中的目标代谢物进行靶向分析。 中国科学院大连化学物理研究所 许国旺研究员   近年来随着分析化学的发展,代谢组学技术也获得了蓬勃发展。核磁共振和质谱是代谢组学研究领域的最主流分析平台,与其他色谱-质谱联用技术相比,液相色谱-质谱联用技术更适合分析难挥发或热稳定性差的代谢物,同时LC既可以选择与飞行时间、四级杆-飞行时间、离子阱-飞行时间、静电轨道阱等高分辨质谱串联,以进行非靶向代谢组学分析,又可以与四级杆、三重四级杆或四级杆离子阱等质谱串联,利用选择反应监测或多反应监测检测模式进行靶向代谢组学分析。LC-MS技术的这种灵活性与普适性,使得它成为了代谢组学研究中功能最为常用的技术平台。   基于LC-MS的代谢组学技术研究近年来取得了突飞猛进的成果,但技术的发展永无止境,就基于LC-MS的代谢组学分析技术而言仍存在很多问题亟待解决,例如,生物样品中代谢物组成十分复杂,许多痕量代谢物有重要的生理功能和意义,但目前的方法难以检测或因其含量较小导致分析误差很大 代谢组学面对的是大样本分析预处理技术及分析方法的重现性和可靠性显得尤为重要 生物样本间的个体差异导致了不同的基质效应,如何在复杂生物基质条件下对代谢物进行准确的定量分析也是代谢组学面临的挑战之一。   随着各种质谱仪器灵敏度和分辨率性能的大幅度提升基于LC- MS技术的代谢组学能够获得的代谢特征也在快速增加,但是如何将这些代谢特征转变为有用的代谢信息依然是代谢组学研究工作者面临的挑战之一,可以预见未来将会有更多的新技术、新方法出现,以满足日益增长的代谢组学研究需求。
  • 离子淌度差分质谱法直接进样快速定量千种脂质
    p style=" text-align: justify "    span style=" color: rgb(0, 32, 96) " strong 背景介绍 /strong /span /p p style=" text-align: justify "   健康的身体是人人都想一直保持的,但是伴随着人的衰老,一些疾病的得病率也在不断攀升,例如:糖尿病、心血管疾病、神经退行性疾病等。脂质作为人体需要的重要营养素之一,在许多生物过程中都扮演着重要的角色,是人体细胞组织的组成成分,为机体供给所需的能量,以及协助细胞信号传导等。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " & nbsp SCIEX公司于2011年美国质谱年会(American Society of Mass & nbsp Spectrometry,ASMS)会议上展示了最新的SelexIONTM & nbsp 技术。该技术是首个获得高重现性、耐用性及易用性的离子淌度差分质谱分离技术(Differential mobility & nbsp Spectrometry,DMS),同时还可为高灵敏度的定量与定性分析提供更多的选择性。 /p p style=" text-align: justify "   近年来,随着科研人员对脂质研究的深入,发现疾病的发生通常伴随着体内脂质水平的紊乱,因此,将脂质作为疾病的生物标志物的研究也越来越火热,而如何全面检测并定量分析人体内的脂质含量成为了研究重点。 /p p style=" text-align: justify "   span style=" color: rgb(0, 32, 96) " strong  那么如何全面检测并定量分析人体内的脂质? /strong /span /p p style=" text-align: justify "   在最新的一篇研究衰老的文献 “Cross-Platform Comparison of Untargeted and Targeted Lipidomics Approaches on Aging Mouse Plasma” 中,同时采用 strong 非靶向脂质组学与靶向脂质组学方法(LipidyzerTM) /strong 研究衰老老鼠血浆中脂质的差异变化。在该文章中,非靶向脂质组学与靶向脂质组学方法工作流程如图1所示,非靶向脂质组学方法采用LC-HRMS技术,利用反相色谱方法分离脂质,数据分析采用传统的分析方法,进行峰提取、峰对齐、峰鉴定、归一化、峰定量、手动确证。靶向脂质组方法采用SCIEX公司LipidyzerTM平台,相比非靶向脂质组方法,LipidyzerTM采用 strong 差向离子淌度分离技术(DMS) /strong 对脂质进行分离,因无需色谱分离,故采集时间更短 LipidyzerTM采用的是MRM 方法靶向分析脂质,故在数据分析过程中,仅需要3步(鉴定、归一化、定量)即可得到准确的定量结果。 /p p 引用文献: a href=" https://www.nature.com/articles/s41598-018-35807-4" https://www.nature.com/articles/s41598-018-35807-4 /a /p p style=" text-align: center " img title=" 640.webp.jpg" alt=" 640.webp.jpg" src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201901/uepic/036d08a3-9fa8-473f-b1f5-595ab3341d09.jpg" / /p p style=" line-height: 16px " img style=" margin-right: 2px vertical-align: middle " src=" /admincms/ueditor1/dialogs/attachment/fileTypeImages/icon_pdf.gif" / a title=" Cross-Platform Comparison.pdf" href=" https://img1.17img.cn/17img/files/201901/attachment/bbe0fd7c-0aa9-44d4-9532-98d0ce313dc2.pdf" target=" _blank" textvalue=" Cross-Platform Comparison of Untargeted and Targeted Lipidomics Approaches on Aging Mouse Plasma.pdf" Cross-Platform Comparison of Untargeted and Targeted Lipidomics Approaches on Aging Mouse Plasma.pdf /a /p p style=" text-align: center " img title=" 图1.webp.jpg" alt=" 图1.webp.jpg" src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201901/uepic/39c82326-fe5a-435a-8d92-c482ab684e96.jpg" / /p p style=" text-align: center "   图1. 靶向和非靶向工作流程 /p p style=" text-align: justify "   文章结果表明,LipidyzerTM方法在检测的脂质种类与数量上与传统非靶向脂质组学是相当的(图2),且都具有很好的定量准确度。研究者利用LipidyzerTM方法对衰老老鼠血浆的脂质差异性分析中发现 strong 甘油三脂TAG /strong 在衰老过程中变化差异最大,说明TAG代谢在衰老过程中最为敏感,为未来走向临床提供了可靠的生物标记物。 /p p style=" text-align: center " img title=" 图2.webp.jpg" alt=" 图2.webp.jpg" src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201901/uepic/8a2de8e9-45b3-4c4f-98dd-033dd963924f.jpg" / /p p style=" text-align: center "   图2. LipidyzerTM检测出衰老过程中变化的脂质 /p p style=" text-align: justify "    span style=" color: rgb(0, 32, 96) " strong LipidyzeTM提供高通量大规模脂质绝对定量“一站式”方案 /strong /span /p p style=" text-align: justify "   SCIEX对于脂质的检测分析也推出了相应的解决方案——LipidyzerTM,能够实现13大类,1000多种脂质的绝对定量分析。该平台(图3)提供了一套完整的靶向脂质组学解决方案,包含样品前处理,数据采集,以及数据分析。 /p p style=" text-align: center " img title=" 图3.webp.jpg" alt=" 图3.webp.jpg" src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201901/uepic/dcbbf113-2f59-435f-86ca-9ab372659d13.jpg" / /p p style=" text-align: center "   图3. LipidyzerTM平台 /p p style=" text-align: justify "    span style=" color: rgb(0, 32, 96) " strong 多重技术优势适用临床样本分析,助力精准脂质代谢与健康研究 /strong /span /p p style=" text-align: justify "   LipidyzerTM利用离子淌度技术(DMS)实现不同脂类的完全分离,具有极强的特异性 方法内包含 strong 13类脂质 /strong , strong 50多个同位素内标脂质 /strong ,覆盖了复杂的脂质代谢通路 通过内标的添加,实现每类脂质的绝对定量分析(图4)。该技术平台已在人血清和血浆分析中得到验证,成为临床脂质组分析的“即得”利器。 /p p style=" text-align: center " img title=" 图4.webp.jpg" alt=" 图4.webp.jpg" src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201901/uepic/ffc841ad-1c91-458d-b348-ef1b81e03916.jpg" / /p p style=" text-align: center "   图4. LipidyzerTM的优势 /p p & nbsp /p p br/ /p
  • AB SCIEX推出世界上灵敏度最高的质谱仪,实现复杂基质定量的最低限
    全新的AB SCIEX 6500系列采用创新的IonDrive&trade 技术,灵敏度提高10倍 马萨诸塞州 弗雷明汉市&ndash 2012年5月21日&mdash &mdash 生命科学分析技术的全球领导者AB SCIEX,今日宣布推出AB SCIEX 6500系列质谱仪。AB SCIEX Triple Quad&trade 6500 和 QTRAP® 6500系统是新一代质谱仪,与目前市场上最畅销的高性能三重四极杆系统相比,其灵敏度提高了10倍。这些新仪器可以帮助科学家在保持重现性和耐用性的同时,突破复杂基质定量的局限。新的6500系列将于本周的ASMS会议上亮相。 AB SCIEX 6500系列采用新的IonDrive&trade 技术,能够离子化、传输以及检测更多的离子,实现了无可匹敌的灵敏度。AB SCIEX将新的IonDrive Turbo V离子源,新型的IonDrive&trade QJet 导入技术以及性能提高20倍的IonDrive&trade HED检测器应用于6500系列,显著提高了离子化和离子传输效率。AB SCIEX具备世界一流的研发实验室,对IonDrive&trade 技术拥有自主知识产权(IP),将质谱灵敏度提高到新的水平,并且不牺牲质量范围。 &ldquo AB SCIEX 6500系列代表了质谱在定量方面质的飞跃,&rdquo AB SCIEX总裁Rainer Blair说。&ldquo 在AB SCIEX 6500系统上首次采用IonDrive技术,能够帮助科学家们完成更低浓度化合物的定量分析。这是一种全新的技术,我们希望它有助于加强AB SCIEX的市场领导地位。&rdquo AB SCIEX 6500系列适用于很多领域,包括药物发现和开发,多肽定量以及生物标志物确证,临床分析等。6500平台兼容SelexION&trade 技术,SelexION&trade 是新型的离子淌度差分质谱技术,使定量和定型分析具有更多一维的选择。 &ldquo 选择一台质谱仪进行分析方法开发,最关键的因素就是灵敏度和选择性,&rdquo Algorithme Pharma,生物分析副总裁Fabio Garofolo说。&ldquo 我们已经在AB SCIEX新的6500系统上分析了样品,结果非常好,特别是在治疗性多肽和对蛋白质的分析中,高灵敏度和选择性是必须的。&rdquo AB SCIEX具有全面的、行业领先的质谱系统产品组合,包括TripleTOF 5600系统、不同系列的QTRAP和三重四极杆系统,新的6500系列扩展了质谱产品组合。AB SCIEX公司作为质谱领域的领导者,拥有超过25年的创新经验。公司的产品组合还包括各种应用软件、试剂、服务以及Eksigent家族的纳升LC、微升LC和分析级流速LC等液相色谱产品。 关于AB SCIEX AB SCIEX 帮助改善我们生活的世界,使科学家和实验室分析人员不断突破其所在领域的研究极限,应对复杂分析的挑战。作为全球质谱行业的领先者和全球顶级的服务支持提供者,AB SCIEX已成为全球基础研究、 药物发现和开发、食品和环境监测、法医和临床研究领域成千上万科学家和实验室分析人员值得信赖的合作伙伴。拥有超过20年行之有效的创新经验,AB SCIEX 擅长听取和了解其客户不断发展的需求,开发可靠、灵敏、直观的解决方案,对常规和复杂分析中什么是可实现的不断进行着重新定义。欲了解更多信息, 请访问www.absciex.com.cn。并在Weibo@ABSCIEX 或者在Youku上了解 AB SCIEX动态。 AB SCIEX仪器仅供研究使用,不用作临床程序。。
  • 基于纳升电喷雾质谱直接进样的代谢组学分析新方法
    色谱-质谱联用是目前代谢组学分析的主流方法,但是色谱分离速度限制了其在大规模样本分析中的应用。直接进样质谱(DI-MS)虽然通量高,但面临着离子抑制效应导致代谢物检测灵敏度降低、缺少色谱分离使得定性定量困难等挑战。因此,亟需发展与DI-MS相配的高灵敏度质谱数据采集技术和数据分析技术。   为此,科研人员提出一种基于纳升电喷雾直接进样高分辨质谱的非靶向代谢组学分析策略:将一级精确质量、同位素分布模式、二级质谱相似度、母离子和子离子强度相关性等结合,使代谢物的定性准确率高于94%;定量方面采用一级母离子结合二级特征碎片离子的方式来实现。此方法稳定可靠,2-3分钟可分析一个样品,适合于大规模样本的高通量代谢组学研究。   此外,传统的细胞代谢组学分析方法通常需要数百万个细胞,但许多稀有细胞如循环肿瘤细胞、原代肿瘤细胞、干细胞等,面临着细胞数不足的问题。科研人员在上述工作基础上,建立了基于毛细管微探针的细胞取样、96孔板脂质在线提取、nanoESI DI-HRMS拼接式质谱数据采集的新方法,实现了3分钟内从20个哺乳动物细胞中检测19类脂质、500多种脂质代谢物。该平台在生命科学和临床医学研究中具有应用潜力。   相关研究成果分别以Strategy for Nontargeted Metabolomics Annotation and Quantitation Using a High-resolution Spectral-Stitching Nanoelectrospray Direct-Infusion Mass Spectrometry with Data-Independent Acquisition和Lipid Profiling of 20 Mammalian Cells by Capillary Microsampling Combined with High-Resolution Spectral Stitching Nanoelectrospray Ionization Direct-Infusion Mass Spectrometry为题,发表在《分析化学》(Analytical Chemistry)上。研究工作得到国家重点研发计划、国家自然科学基金等的资助。图1.基于纳升电喷雾直接进样高分辨质谱的非靶向代谢组学分析策略图2.基于毛细管微探针的细胞取样、96孔板脂质在线提取、nanoESI DI-HRMS拼接式质谱数据采集的新方法
  • 《质谱分析方法通则》国家标准正式发布
    p   近日,国家标准化管理委员会在2020年第4号中国国家标准公告中发布了《质谱分析方法通则》(GB/T 6041—2020)。该标准将代替GBT 6041—1985、GBT6041—2002。新标准将在2021年2月1日实施。 /p p   该标准由中国石油和化学工业联合会提出。归口全国化学标准化技术委员会。起草单位有:中国石油化工股份有限公司北京化工研究院、上海市计量测试技术研究院、广州中科检测技术服务有限公司、复旦大学以及衢州氟硅技术研究院。 /p p style=" text-align: center" img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 360px height: 252px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202004/uepic/8607a3c4-a493-48c5-8440-c90cf4e8fa17.jpg" title=" GBT 6041-2020.jpg" alt=" GBT 6041-2020.jpg" width=" 360" vspace=" 0" height=" 252" border=" 0" / /p p    strong 新版本中的变化主要有: /strong /p p    span style=" text-decoration: none " (1) span style=" text-decoration: none color: rgb(255, 0, 0) " 关于定性分析 /span :增加相关描述和术语解释,如“质荷比”“质量准确性” 增加了定性分析的“样品分析”“数据分析”和“结果报告”等项目。 /span /p p span style=" text-decoration: none "   (2) span style=" text-decoration: none color: rgb(255, 0, 0) " 关于定量分析 /span :增加了术语解释,如“质量范围”“提取离子色谱图” 增加了定量分析的“结果报告”项目。 /span /p p span style=" text-decoration: none "   (3) span style=" text-decoration: none color: rgb(255, 0, 0) " 增加了新设备的标准 /span :扩散进样系统等进样器,ESI、APCI、MALDI、ICP、STI等离子源,离子透镜以及TOF、3D/linear ion trap、Orbitrap等质量分析器。 /span /p p   质谱(Mass Spectrometry, MS)是一种测量未知化合物质量的方法,是纯物质鉴定的有力工具。与色谱联用,可以检测不同组分的物质 与光谱、NMR联用,可以推测出化合物的具体结构。广泛应用于科学研究,化工产业,医学检验以及药物分析等领域。 /p p   详细文件请点击 a href=" https://www.instrument.com.cn/download/shtml/948710.shtml" target=" _self" 【此处链接】 /a /p p br/ /p
  • 沃特世推出新型Xevo G2-XS QTof质谱仪,为质谱技术赋予了稳定的灵敏度和卓越的定量能力
    全新碰撞室技术为实验室带来了强大的新型四极杆飞行时间MS系统,以用于靶向定量和定性分析 巴尔的摩–2014年6月16日–沃特世公司(纽约证券交易所代码:WAT)今天在美国质谱协会(ASMS)第62届年会上推出了Waters Xevo G2-XS 质谱仪,这是一款新型高性能台式四极杆飞行时间(QTof)质谱仪。凭借着特有的新型XS碰撞室,Xevo G2-XS QTof在众多台式QTof质谱仪中独树一帜,实现了无可比拟的分析灵敏度和选择性。预计Xevo G2-XS Qtof将会搭配MassLynx软件从第二季度末开始向客户实验室供货,并于第四季度整合到UNIFI科学信息系统中。Waters Xevo G2-XS 质谱仪“Xevo G2-XS中蕴含的技术让实验室分析受益良多。最重要的是,实验室现在拥有了一个可靠的选件,可以利用台式QTof仪器对已知和未知分析物进行定性和定量实验。”沃特世质谱运营部门副总裁Brian Smith说道。 Xevo G2-XS QTof质谱仪将新型XS碰撞室与Tof-MRM、StepWave和QuanTof的可靠特征技术相结合,实现了最佳水平的可靠灵敏度和选择性,能够检测出前所未有的低含量化合物。 相比全扫描模式,Tof-MRM模式在靶向定量实验中的信噪比得到了10倍改善,实现了可以完全重新定义台式高分辨率质谱仪预期性能的检测限和定量水平。 Xevo G2-XS Qtof的另一个特点是采用了沃特世MSE技术,该技术是一种数据采集专利方法,可通过一次分析获得复杂样品的全面信息。“沃特世创新中心计划”获得者、科罗拉多州立大学蛋白质组学和代谢组学中心主任Jessica Prenni博士利用该系统进行常规代谢物分析。“我的团队和我都认同MSE技术在非靶向代谢物分析方面非常有用。我们开发了一个新的数据分析工作流程,可用于对MSE数据进行反卷积并重建我们在低碰撞能量和高碰撞能量下均能看到的代谢物谱图。然后,可将这些谱图用于推进代谢物注释工作。采集MSE的能力让沃特世仪器真正地变得与众不同。”Prenni博士说。 Xevo G2-XS QTof设计用于与MassLynx质谱软件和UNIFI科学信息系统配合使用,可与多种入口技术兼容,包括标准流UltraPerformance LC(ACQUITY UPLC H-Class和I-Class)、微升/纳升级超高效液相色谱(ACQUITY UPLC M-Class)和合相色谱(ACQUITY UPC2),以及通过大气压气相色谱离子源(APGC)连接的气相色谱。 关于沃特世公司(www.waters.com)50多年来,沃特世公司(纽约证券交易所代码:WAT)通过提供实用、可持续的创新,使医疗服务、环境管理、食品安全和全球水质监测领域有了显著进步,从而为实验室相关机构创造了业务优势。作为一系列分离科学、实验室信息管理、质谱分析和热分析技术的开创者,沃特世技术的重大突破和实验室解决方案为客户的成功创造了持久的平台。2013年沃特世拥有19亿美元的收入,它将继续带领全世界的客户探索科学并取得卓越成就。 ###媒体联系:Vivian Qian沃特世科技(上海)有限公司市场服务部Vivian_Qian@waters.com 孙玲玲(Linda Sun)泰信策略(PMC)18027283917Linda.sun@pmc.com.cn
  • 走航监测好帮手,双通道质谱仪法列入环境应急监测方法名录
    ■ 近期,中国环境监测总站向各省、自治区、直辖市环境监测中心(站)印发了十七项环境应急监测方法(总站应急字[2021]230号),其中第四项《环境空气 挥发性有机物的测定 车载式双通道质谱仪法》可应用于走航监测,这对于走航监测技术在全国范围内的推广及应用具有重要意义。双通道走航质谱监测仪谱育科技从成立至今,在环境监测领域,一直专注于挥发性有机污染物(VOCs)监测管控相关技术及设备的研发,通过对VOCs监测技术的研究及思考,将直接进样质谱技术与快速气相色谱质谱联用技术进行有机结合,于2017年提出双通道质谱走航监测方案,自主研发出高性能双通道走航质谱分析仪,旨在为客户提供专业、优质的VOCs监测及管控解决方案,解决客户在走航监测及VOCs管控过程中缺少好帮手、好工具的难题。目前应用于VOCs现场监测技术主要为直接进样分析技术和气相色谱质谱联用技术(GC-MS),但在实际应用过程中单独采用一种工作模式无法满足VOCs走航监测“快速”和“准确”同时达标的要求。直接进样分析直接进样分析技术为样品不经过任何前处理及色谱分离而直接进入检测器进行分析的技术,因其具有快速,实时,连续的特点目前广泛应用于各个领域。对于VOCs的直接进样分析,目前应用较多的分析技术为电化学传感器技术,光离子化检测技术(PID),氢火焰离子化检测技术(FID)以及质谱检测技术(MS)等,采用电化学传感器、PID、FID等非质谱类检测器的设备能够通过检测器对VOCs的响应计算污染总量,反映污染物的实时变化趋势,但其不具备对挥发性有机污染物组分定性的能力,无法获知更多的污染信息,因此目前走航监测技术中应用较多的均为质谱类设备。市面常见的直接质谱设备采用的离子化技术主要有电子轰击电离(EI),化学电离(CI),单光子电离(SPI),质子转移反应电离(PTR)等,但以上常见电离源均存在一定限制,如SPI只能对电子电离能在10.6eV以下的物质有较好的电离效果,PTR电离源只能电离满足其待测物质质子亲和势大于水691 kJ/mol的物质等。同时,直接质谱分析仅依靠VOCs的分子离子峰或特征碎片离子峰的质荷比及其丰度进行定性定量分析,因此在进行现场未知物鉴定时容易受到相同质荷比物质或同系物的干扰,从而可能造成结果的错误判别。气质联用分析气相色谱质谱联用技术由于其优异的灵敏度及可靠的定性能力目前已成为国内外VOCs检测金标准。实验室分析方法面临的主要问题:① 没办法保证时效性,不能够快速反应现场的污染情况,大气有机污染物不断“变化”,若不能及时分析,可能会漏掉重要污染信息。② 另外即使将实验室设备搭载于检测车上进行分析,因其抗震性能,分析周期,稳定时间等限制,也无法实现对现场污染物快速快速筛查以及异常污染源头的快速定位,导致现场工作效率低下。走航监测在实际应用中要求既能够快速污染筛查,又要求现场准确定性定量,但直接进样质谱由于干扰因素较大,无法达到准确定性定量的要求,而色谱质谱联用分析方法准确度较高,但没办法实现快速的污染筛查。因此,直接进样质谱和快速气相色谱质谱结合,可同时实现污染物的快筛与确证。利用直接质谱分析秒级响应的同时,结合气质联用这一VOCs检测标准方法于现场对未知污染物进行准确判别,这样的双通道工作模式对于走航监测具有重要意义。双通道走航监测系统 [ 谱育科技-双通道走航监测系统 ]① 集直接质谱分析与气质联用分析于一身② 具有直接质谱分析方法秒级连续响应的优势③ 利用快速气质联用分析方法进行现场污染组分分析,弥补直接进样质谱分析在定性准确度方面的劣势④ 双通道互补实现现场挥发性有机污染物的走航监测■ 谱育科技提出的“双通道质谱”这一技术路线列入标准。■ 谱育科技自主研发的集直接质谱分析和气质联用(GC-MS)分析于一体的高性能双通道走航质谱分析仪(EXPEC 3500)被列为国内首台(套)产品。■ 同时,长三角走航监测技术规范中也要求走航监测需要“快速”与“准确”,“快筛”与“复测”相结合实现现场污染物的快速分析。以上均表明双通道质谱技术是应用于走航监测的必然趋势。一直以来,谱育科技秉承“以客户为中心”、“深度定制”的理念,持续在创新领域保持高比例的投入。展望未来,在环境监测领域,谱育科技会继续精研“双通道质谱”等技术要领,持续推出第三代走航监测系统等高新技术产品,满足客户需求,为“十四五”绿色发展、生态环境质量改善提供助力。
  • 我国将制定质谱仪器性能测定方法等国家标准
    仪器信息网讯 日前,国家标准委发布了2014年第一批国家标准制修订计划的通知,通知中提出将制定四极杆电感耦合等离子体质谱仪、液相色谱-串联四极质谱仪的性能测定方法的标准。另外相关的仪器标准还有原子光谱仪安全要求标准,高低温试验箱、热老化试验箱效能测试方法标准,以及海洋仪器环境试验方法标准。   目前,我国进出口监督检验检疫、产品质量监督检测、环境监测、材料分析等相当多的实验室都配备了质谱仪,国家也制订并颁布了许多以质谱仪为测试手段的国家标准检测方法或行业标准检测方法。质谱仪种类繁多,每种仪器都有其一些特点,应用领域各有侧重,而且生产厂家对技术性能测试采用的方法也不同,结果缺乏可比性。面对这种复杂的情况,我国实验室采购该类仪器时难以买到适合自己的仪器。近年来,国家投入了大量科研经费,支持国产科学仪器的自主创新研究,急需相关测试标准支持研究成果产业化发展。因此,有必要针对日益广泛使用的四极杆电感耦合等离子体质谱仪,建立一套完整的技术性能测试国家标准方法,以满足该类仪器对于分析测试、质量检测、科学研究等应用需求。   1.《四极杆电感耦合等离子体质谱仪性能的测定方法》   本标准规定了四极杆电感耦合等离子体质谱仪基本技术性能的测定方法,适用于四极杆电感耦合等离子体质谱仪的性能测定及评价。其它类型的电感耦合离子体质谱仪也可参考本标准。 本标准的主要技术内容为:对四极杆电感耦合等离子体质谱仪的背景噪声、灵敏度、检出限、丰度灵敏度、质量稳定性、氧化物产率、双电荷产率、同位素比、短期稳定性、长期稳定性和抗干扰能力等技术性能进行测定。   2.《液相色谱-串联四极质谱仪性能的测定方法》   本标准规定了液相色谱-串联四极质谱仪基本技术性能的测定方法,适用于液相色谱-串联四极质谱联用仪的性能测定及评价。液相色谱-单四级质谱联用仪的性能测定及评价可参考本标准。 本标准的主要技术内容为:对液相色谱-串联四极质谱仪的灵敏度、分辨率、质量范围、线性范围、质量稳定性、质量准确性、定量重复性、定性重复性、保留时间重复性和MRM下的扫描速度等技术性能进行测定。   《测量、控制和实验室电气设备的安全要求 第2-061部分:实验室用热原子化和离子化的原子光谱仪的特殊要求》   此标准涉及产品检测范围是电气设备,包括执行GB4793。1《测量、控制和实验室用电气设备的安全要求 第1部分:通用要求》 的产品,适用于电力供电的实验室用热原子化的原子光谱仪。目前,此标准范围内的仪器有的作为体外诊断(IVD)医用设备的用在医院的检验科,测量血液中的微量元素。有的用于与临床医疗相关的其他科室,这些仪器应属于此标准的范围。主要内容:是对GB4793。1《测量、控制和实验室用电气设备的安全要求》的条款的补充。   国家十二五规划中指出 &ldquo 大力发展节能环保、高端装备制造等战略性新兴产业。 &ldquo 节能&ldquo 作为实现可持续发展的有力保证,已成为我国重点发展的一个技术领域。为环境试验设备将来开展能效认证工作提供技术基础及平台,从而达到鼓励用户选用节能型产品,推动生产企业采用高新技术和高能效的零部件,提高我国实验室仪器及装备的整体技术水平,达到检测机构装备领域节能降耗的目的,为打造高效节能的绿色实验室提供保障。   1.《高低温试验箱能效测试方法》   主要针对高低温试验箱的能效等级、能效限定值、节能评价值、试验方法和检验规则。适用于检测技术机构和实验室常规配置的环境试验设备:高低温试验箱。   2.《热老化试验箱能效测试方法》   主要针对老化试验箱的能效等级、能效限定值、节能评价值、试验方法和检验规则。适用于检测技术机构和实验室常规配置的环境试验设备:老化试验箱   环境试验作为保障各类仪器在海上正常使用的一种必要检测手段,逐步被引入相关质量保障体系。特别是《全国科技兴海规划纲要》中也指出&ldquo 提升国产海洋监测仪器设备的可靠性和稳定性&rdquo 。现行HY016《海洋仪器基本环境试验方法》修改于1992年,其中振动试验已不能涵盖现今海洋仪器发展的需求。因此在公益性项目的支持下,我们在2010年启动了对该试验方法的研究工作,积极开展了海洋仪器振动试验方法的研究工作,现具备了将试验方法加以完善,制定成为新标准的基础。故此,申请将该试验方法作为国家标准修订,进一步完善《海洋仪器环境试验方法》标准的整个系列。   1.《海洋仪器环境试验方法 第14部分:振动试验》   本部分规定了海洋仪器振动试验的术语和定义、试验要求、试验过程和相关信息。 本部分适用于对海洋仪器进行振动试验。   2.《海洋仪器环境试验方法 第15部分:水压试验》   本部分规定了海洋仪器水压试验的试验要求、试验过程和相关信息。 本部分用于考核或确定海洋仪器在海水压力环境条件下使用的适应性。   3.《海洋仪器环境试验方法 第9部分:长霉试验》   本部分规定了海洋仪器产品长霉试验的目的与应用、裁剪指南、信息要求、试验要求、试验过程和结果分析的内容。本部分适用于对海洋仪器进行长霉试验。 2014年第一批国家标准制修订计划相关仪器标准统计表
  • 基于离子淌度质谱对完整蛋白质形态进行非标记定量
    大家好,本周为大家分享一篇发表在Analytical Chemistry上的文章,Improved Label-Free Quantification of Intact Proteoforms Using Field Asymmetric Ion Mobility Spectrometry [1],文章的通讯作者是美国俄克拉荷马大学的Luca Fornelli教授。完整proteoforms的非标记高通量定量方法的应用对象通常为从整个细胞或组织裂解物中提取的0 - 30 kDa质量范围内蛋白质。然而当前,即使通过高效液相色谱或毛细管电泳实现了proteoforms的高分辨率分离,可鉴定和定量的proteoforms的数量也不可避免地受到固有的样品复杂性的限制。近年来,随着质谱技术的发展,自上而下蛋白质组学质谱(top-down proteomics)研究中蛋白质的鉴定数量大大提升,生成了包含数万种proteoforms的数据集,但在proteoforms的量化能力方面并没有得到相应的性能提升。为克服这一问题,本文中作者通过应用场不对称离子迁移谱法(Field asymmetric ion mobility spectrometry, FAIMS)对大肠杆菌中的proteoforms进行了非标记定量。由此产生的改进允许在单次LC-MS实验中采用多个FAIMS补偿电压(Compensation voltages, C.V.),而不会增加整个数据采集周期。与传统的非标记定量实验相比,FAIMS的应用在不影响定量准确性的情况下,大大增加了鉴定和定量的proteoforms数量。首先,作者优化了质谱stepped-C.V.数据采集方法对Orbitrap Eclipse性能的影响,并从中筛选出了最优条件(−40、−20、0 V组合)。所有最新的基于Orbitrap的质谱仪(包括Exploris platform和Orbitrap Ascend)都可以采用single time-domain transients(即单次微扫描)在top down FTMS实验中生成高质量的质谱图。作者认为这对于在单次LC - MS2运行期间应用多个C.V.值的采集策略特别有益。接下来,作者应用该方法对大肠杆菌中的蛋白质进行了检测,并与传统的LC - MS2 DDA采集方法进行了比较(图1)。如图所示,每个C.V.值下的总离子流图都不同,且这一额外的分离导致在LB(Luria broth)和M9(醋酸钠处理)样品中鉴定到的proteoforms的数量显著提升。  图1. 样本制备方法和proteoforms鉴定结果总结虽然在LC-FAIMS和LC-only数据集中,大多数鉴定到的proteoforms质量都小于15 kDa,但其中约20%的质量大于18 kDa甚至高达33.3 kDa(图2)。对已鉴定的proteoforms列表的深入分析表明,达到鉴定低丰度proteoforms的关键参数之一是在串联质谱(MS2)中有足够的时间注入离子。  图2. A. FAIMS和非FAIMS鉴定到的proteoforms的质量分布。B. 鉴定到的proteoforms与注射时间之间的关系。最后,作者采用ProSight PD v 4.2 (Proteineous, Inc)进行了基于MS1的非标定量,结果显示基于FAIMS的数据集在LB样品(蓝色)和M9样品中检测到的差异表达的proteoforms均有所增加(图3)。作者评估了两个数据集之间的差异(使用和不使用FAIMS采集数据),以验证FAIMS的应用是否会对量化准确性产生不利影响,结果只有1个proteoform显示相互矛盾的丰度趋势。这种差异是由于该蛋白和一个共流出蛋白之间质谱峰几乎完全重叠造成的。它们具有非常接近的单同位素质量,这样高水平的信号干扰可以很容易地干扰基于MS1的量化。启用FAIMS可以使MS1谱图简化,因为两种proteoforms可以富集在两种不同的C.V. 值下。  图3. 大肠杆菌proteoforms无标记定量结果分析。作者将LC - FAIMS - MS2数据集与通过BUP在类似样品上获得的非标定量结果进行比较,得出两个主要的结论:1. BUP仍然对蛋白质组提供了更深层次的定量表征 2. BUP提供了与单个基因相关的所有产物的整体丰度水平信息 而TDP方法表明,给定的UniProt accession可以由多个差异表达的proteoforms组成,可能具有不同的行为(即在给定条件下,一些被上调,另一些被下调)。这一额外的信息可能具有潜在的生物学意义,但在基于BUP的定量分析中可能会被遗漏。本文描述的基于FAIMS的定量数据采集方法与PEPPI(Passively eluting proteins from polyacrylamide gels as intact species)蛋白分离技术完全兼容,产生0 - 30 kDa的组分,并且可以方便地根据待分析蛋白的平均质量调整质谱参数(C.V.值),未来在更大的蛋白质定量方面具有广阔的应用前景。  撰稿:张颖  编辑:李惠琳  原文:Kline JT, Belford MW, Huang J, Greer JB, Bergen D, Fellers RT, Greer SM, Horn DM, Zabrouskov V, Huguet R, Boeser CL, Durbin KR, Fornelli L. Improved Label-Free Quantification of Intact Proteoforms Using Field Asymmetric Ion Mobility Spectrometry. Anal Chem. 2023 Jun 13 95(23):9090-9096.  李惠琳课题组网址www.x-mol.com/groups/li_huilin  参考文献  1.Kline JT, Belford MW, Huang J, Greer JB, Bergen D, Fellers RT, Greer SM, Horn DM, Zabrouskov V, Huguet R, Boeser CL, Durbin KR, Fornelli L. Improved Label-Free Quantification of Intact Proteoforms Using Field Asymmetric Ion Mobility Spectrometry. Anal Chem. 2023 Jun 13 95(23):9090-9096.
  • 清华大学瑕瑜课题组最新文献:Waters Cyclic IMS助力皮脂组精细结构定性定量分析
    近日,清华大学化学系瑕瑜教授课题组采用Waters Cyclic IMS高分辨质谱仪,开发了一种基于离子淌度-质谱、Paternò-Büchi反应-MS/MS的鸟枪法分析流程,实现了对皮脂组超过900种脂质C=C异构体的快速及灵敏分析。 极致淌度分辨率和多种且可灵活组合的碎裂模式 实现对皮脂组在精细结构层级上的定性定量 首先,利用Cyclic IMS可灵活组合的三个CID碎裂池的多种碎裂模式,使用电荷标签PB试剂和光催化剂对脂质C=C的PB反应进行评估。以单不饱和蜡酯WE 18:0/18:1(Δ9)(见图1)为例,其经电荷标签PB反应后,离子化效率可提升约1,000倍。PB产物的MS2 CID产生了指向n-端C=C位置的诊断离子,进一步的pseudo-MS3 CID分析能够识别出Δ-端位置,从而实现WE中FA链上C=C位置的特异性鉴定。研究者们还对WE 18:1(Δ9)/18:0进行了PB-MS/MS分析。无论C=C双键是位于FA链还是FOH链,PB-MS/MS均能实现链特异性的C=C位置鉴定。此外,研究者还对SQ的C=C进行了PB-MS1和PB-MS2 CID分析,成功鉴定了SQ中各个C=C双键的位置。 图1. 蜡酯WE 18:0/18:1(Δ9)的PB-MS/MS分析。 在鸟枪法分析皮脂时,采用高分辨率环形离子淌度谱(Cyclic IMS)出色的离子淌度分辨率,对来自含多一个不饱和度脂质的同位素峰([M+2Da])进行分离(见图2)。研究表明,经过10圈Cyclic IMS分离(分辨率约260),WE 36:2/WE 36:1 (5:1)的PB产物中,[M+2Da]干扰由60%显著降至4%。此方法相较于反相色谱法(干扰6%),干扰更少,分离速度也更快( 图3. 皮脂的分析工作流程。 论文作者 论文第一作者是清华大学博士研究生施恒学,通讯作者是清华大学化学系瑕瑜教授。点击此处查看文献原文。 图4.清华大学博士研究生施恒学。 Waters Cyclic IMS助力深度前沿科学研究 环形离子淌度质谱,自横空出世以来,就吸引着各领域研究者们的目光。经过近两三年的孵化测试,环形离子淌度质谱仪SELECT SERIES Cyclic IMS,已被成功应用于生物、医疗、化工、制药、食品及环境等前沿科学研究领域,特别是在蛋白结构、糖结构、金属配合物、中药天然产物、未知物化合物或结构类似物表征方面,都有着非常强大的用途。 更多Cyclic IMS已发表文献,请点击此处下载。
  • 融智生物“宽谱定量飞行时间质谱仪”顺利通过技术鉴定
    p    strong 仪器信息网讯 /strong 2018年4月28日,融智生物科技(青岛)有限公司(以下简称“融智生物”)全谱可定量飞行时间质谱平台鉴定会在融智生物北京研发中心召开。清华大学金国藩院士、南京大学陈洪渊院士、北京石油化工科学研究院苏焕华高级工程师、清华大学张新荣教授、北京市理化分析测试中心张经华主任、山东出入境检验检疫局检验检疫技术中心崔鹤研究员组成鉴定委员会出席了本次鉴定会。中国仪器仪表学会分析仪器分会刘长宽副理事长作为组织方代表主持了鉴定会。 /p p style=" text-align: center " img title=" 1.jpg" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201804/insimg/86a1cb07-5fe5-4c00-aac6-5b93105bd847.jpg" / /p p style=" text-align: center " strong 技术鉴定会现场 /strong /p p   融智生物董事长周晓光、总经理李运涛分别就“宽谱定量飞行时间质谱仪”的技术特点、市场前景作报告。中国农业大学博士后刘宁、SAG中检联检测刘通就“宽谱定量飞行时间质谱仪”作用户使用报告。 /p p style=" text-align: center " img width=" 600" height=" 400" title=" 11.jpg" style=" width: 600px height: 400px " src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201804/insimg/204225e0-825c-40ae-a251-7c69db2c2313.jpg" border=" 0" vspace=" 0" hspace=" 0" / /p p style=" text-align: center " strong 报告人:周晓光(左上)、李运涛(右上)、刘宁(左下)、刘通(右下) /strong /p p style=" text-indent: 2em " strong 鉴定产品简介: /strong /p p   目前国际上主流MALDI-TOF & nbsp MS技术仍然处于定性分析阶段,重现性只有70%左右,定量分析仍有难度。其技术难点根源在于仪器设计原理及技术上都存在不足,样靶扫描、离子探测、信号采集速度无法对样品全覆盖,靶板上的高压电场分布使得靶板中心点的样本和边缘的样本在电离及飞行时间分离的过程中存在差异,这些不均匀性所引起的误差极大地降低了仪器的定量精度。同时,气体激光器的稳定性以及消耗性也降低了仪器性能,提高了维护成本。本项目与国际质谱学界知名专家,2010年美国质谱学会杰出贡献奖获得者Marvin & nbsp Vestal共同合作,采用其最新发明的全新离子源与探测器电耦合技术,结合更高频率、更高精度的半导体激光解析电离系统及全新设计的混合探测器,实现MALDI-TOF & nbsp MS革命性的技术创新,开发下一代激光辅助解析飞行时间质谱仪。通过全新的设计理念和技术创新,在世界上首次实现在全质量范围内保持较高分辨率和灵敏度,并且可满足定量应用的飞行时间质谱仪。 /p p style=" text-align: center " img width=" 400" height=" 404" title=" 20.jpg" style=" width: 400px height: 404px " src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201804/insimg/3449e663-5921-4f55-bd2a-ad679953ca2a.jpg" border=" 0" vspace=" 0" hspace=" 0" / /p p style=" text-align: center " strong QuanTOF宽谱定量飞行时间质谱仪 /strong /p p    strong 主要技术特点: /strong /p p   1)首次实现了靶板与离子探测器同时接地技术,解决了靶板电场不均的问题,从而克服了传统MALDI靶板均一性差的缺点,提升了MALDI-TOF & nbsp MS靶板不同靶点的重复性。 /p p   2)率先采用了新的离子速度与空间同步聚焦技术,从而使得MALDI在宽质量范围达到均一性能。 /p p   3)率先采用了最新的半导体激光器,激发频率达5,000-10,000Hz,延长了使用寿命,缩短了扫描时间,增加了采集速率,辅以高速数据采集系统以及高速二维移动平台,从而大幅提升了MALDI的重现性及通量。 /p p   4)率先采用了光电混合离子探测器和高速数据采集系统(TDA),大幅提高了信噪比、MALDI的数据采集能力和生物大分子更高质量范围的检测灵敏度。 /p p style=" text-align: center " img title=" 5.jpg" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201804/insimg/a13dcfa3-dd22-40f2-a677-fcff9c77d2bd.jpg" / /p p style=" text-align: center " strong 专家组现场考察 /strong /p p style=" text-align: center " img title=" 7.jpg" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201804/insimg/7600e332-2719-4a0b-ad40-57332235c745.jpg" / /p p style=" text-align: center " strong 现场交流(一) /strong /p p style=" text-align: center " img title=" 19_副本.jpg" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201804/insimg/484a8536-89de-469c-a1a8-200ba9679e86.jpg" / /p p style=" text-align: center " strong 现场交流(二) /strong /p p   最终, span style=" color: rgb(31, 73, 125) " strong 鉴定委员会一致认为该质谱仪整体性能达到了国际先进水平,同意通过鉴定。 /strong /span /p p    strong 具体鉴定意见: /strong /p p   2018 年 4月28日,中国仪器仪表学会分析仪器分会组织有关专家对融智生物科技(青岛)有限公司开发的“宽谱定量飞行时间质谱仪”进行了技术鉴定。鉴定委员会听取了研制单位所作的工作报告、技术报告和用户报告,审查了相关材料并现场考察了仪器运行情况,经质询和讨论,形成鉴定意见如下: /p p   1、研制单位提供的鉴定材料齐全,数据翔实,符合鉴定要求。 /p p   2、该仪器具有多项核心技术和自主知识产权,其中: /p p   1)首次实现了靶板与离子探测器同时接地技术,解决了靶板电场不均的问题,从而克服了传统MALDI靶板均一性差的缺点,提升了MALDI-TOF MS靶板不同靶点的重复性。 /p p   2)率先采用了新的离子速度与空间同步聚焦技术,从而使得MALDI在宽质量范围达到均一性能。 /p p   3)率先采用了最新的半导体激光器,激发频率达5,000-10,000Hz,延长了使用寿命,缩短了扫描时间,增加了采集速率,辅以高速数据采集系统以及高速二维移动平台,从而大幅提升了MALDI的重现性及通量。 /p p   4)率先采用了光电混合离子探测器和高速数据采集系统(TDA),大幅提高了信噪比、MALDI的数据采集能力和生物大分子更高质量范围的检测灵敏度。 /p p   鉴定委员会一致认为该质谱仪整体性能达到了国际先进水平,同意通过鉴定。 /p p    strong 关于融智生物 /strong /p p   成立于2013年,是专业致力于以基因组、蛋白组等生物分子为对象的分析仪器设备、检测耗材及解决方案的研发、生产、销售、服务的创新型国家高新技术企业。作为生物检测设备领域一体化解决方案提供商和专业制造商,融智生物致力于为精准医疗、生物医药、疾病防疫、检验检疫、食品安全、公安法医、教育科研等领域行业客户提供稳定可靠的快速生物分子检测系列产品及整体解决方案。公司管理团队由“国家千人计划特聘专家”、“泰山学者”及多名各专业高级工程师人才领军,其中50%以上的员工具有硕士、博士学历。公司总部位于青岛市高新技术产业开发区,设有符合GMP标准的生产厂房,并在北京设立研发中心,杭州设立全资子公司。目前,公司主要集中于MALDI-TOF蛋白组鉴定分析产品、微生物质谱分析系统、微流控芯片核酸快速分析仪等的研发、生产、市场开拓。 /p
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