质谱结果聚类分析

在 BCEIA 盛会上，华质泰科以“原位检测”为主题，携 7 款产品亮相，并有 5 款产品获得“BCEIA2017 新品奖”。先来感受下展会盛况：展出产品现场交流BCEIA 分析测试仪器与 技术评议注重应用开发，搭建原位检测应用平台“我们引进国外先进的质谱技术，通过和国内不同市场的整合，刺激客户的需求。在与客户的不断交流中发现新的问题，从而开发具有中国特色的新部件和下一代产品，迎合一带一路的策略，走向全球各地。”—— 华质泰科总裁兼首席技术官刘博士“我们不只是担任仪器的销售代理，更希望能够从仪器的技术应用到生产制造，都发挥特殊的价值和作用。国家的发展带来了对分析仪器、分析技术的强烈需求，因此我认为新应用平台的搭建大有可为。”—— 华质泰科运营总监汤总前沿原位质谱部件，荣获五项“BCEIA2017 新产品奖”在 BCEIA 的颁奖晚会上，华质泰科有五款产品喜获“BCEIA2017 新产品奖”。这是华质泰科第二次荣获中国分析仪器行业新品奖，原位电离质谱技术能够再次得到专家和同行的肯定，令产品厂商及相关研究人员备受鼓舞。传播前沿质谱理念，共谋实时科学发展，是华质泰科一直坚持不懈的追求。我们致力于引领行业领域中先进的原位质谱技术潮流，为国内质谱行业的发展做出贡献。相关产品信息：HM4 或 Pearl 为第四代“超”高分子量 MALDI 质谱检测系统，基于独特的转换打拿极技术，扩展 MALDI 质谱检测质量上限到 250 万 Da 以上，实现 nM 浓度的超痕量、大分子抗体药物和蛋白质复合物的高灵敏度分析。在诸如蛋白质复合物测定、蛋白质相互作用、抗原抗体相互作用、蛋白质聚集分析、高分子量 MALDI 质谱成像、临床转化医学、生物制药，等领域的应用卓有成效。实时直接分析离子源（DART），兼容各主流质谱厂家的液质（LC-MS）质谱仪，用于快速、无损、原位分析固体、液体、气体、及异型样品中的极性、弱极性甚至非极性有机分子。适于食品、材料、体液、商品、农副产品、水产品、药品、理化、物证、化纤、玩具、临床、环境等等活性成分、功能组分或有毒有害化合物的快速定性、定量分析及快筛和确认。该技术不需要（像 ESI 那样）引入其他溶剂来影响离子的形成过程，真正实现直接、快速或无损、无接触分析。由于溶剂、基质（如蛋白质）、盐类对 DART 离子化过程不产生抑制效应，因而该技术对样品基质不需要进行特殊的前处理。DART 能充分实现几秒钟内的快速、高通量的样品分析，大大提高大批量样品的瞬时定量和定性分析能力。如某地商检用 6545 飞行时间质谱接 DART 源快速筛查并定量鸡蛋中氟虫腈，每个样本检测时间 6 秒(内)。而常规分析接色谱柱至少要 5 分钟才能完成每次检测，该(DART-QTOF)方法极大地提高了效率，真正意义上实现高通量。DESI (解析电喷雾电离) 为常压离子化技术，可直接原位分析固相或凝固相样品，用于药物代谢物分布、肽、脂质、和蛋白质分析，实现分子成像而不需（像 MALDI 那样）采用基质，保持样品的形态和特征无损，快捷获取器官、材料、和组织切片中的关键物质信息及分布信息。其独特的高分辨率成像功能可实现器官组织等基体中关键物质的快速分析，并能在多个质谱厂家（如 Bruker、SCIEX、Thermo、Agilent 和 Waters）的各型质谱仪上使用。flowprobe 流动微萃取探针离子源， 是一种实时的原位动态微萃取技术，是美国橡树岭国家实验室的 Gary Van Berkel 博士发明了静态液滴萃取表面分析（LESA）之后的又一创新发明。该技术基于液相微临界表面取样探针 (LMJ-SSP) 原理，其萃取效率在商品化的原位电离技术中首屈一指，适用于细胞、组织、聚合物等平面类样品的药物分布研究、癌症分析、微生物聚类分析等方面，并与主流质谱兼容（如 Thermo、Bruker 和 SCIEX 等）。多通道纳喷离子源 (TriVersa NanoMate，简称 TVNM) ，是基于芯片的多通道纳升电喷雾离子化(Chip-based nanoESI) 技术，集液相色谱 (LC)、质谱 (MS)、芯片纳升注射 (Chip-based Infusion)、馏分收集 (Fraction Collection) 和液滴萃取表面分析 (LESA) 等众多优异功能于一身的新型高端质谱产品。LESA 能够实现极小量样品的多次重复测量，准确度高，重复性好，实现生物样品如组织切片、食品、材料表面等的原位、灵敏、直接、和高通量分析，可帮助解决围绕食品中的蛋白质、脂质、抗体、代谢物、药物残留、小分子质谱成像、药物在组织中的分布等生命科学中的问题。LESAPlus 添加了第五种功能 -- 用于液滴萃取表面分析后的进一步分离，对复杂体系、抗体分析、蛋白分析等等添加了新的第四维度的分离。AP-MALDI （常压基质辅助激光解析电离源）基于独特的脉冲动态聚焦技术，采用高效的固态 Nd:YAG 激光器，离子化更加连续稳定。调谐优化简便，可质谱成像，最高成像分辨率达10 μm。与各种质谱分析器相联，适于多肽、蛋白质、核酸、唾液酸神经节苷酯、低聚木糖、表面活性剂、聚合物等大分子以及氨基酸、寡肽、中性寡糖、植物皂苷等小分子化合物的原位、直接分析。

重磅！近日，由北京东西分析仪器有限公司全资子公司东西分析仪器（天津）有限公司注册的Ebio Reader 3700 Plus飞行时间质谱仪通过NMPA认证，获得第二类医疗器械注册证（证书号：津械注准20222220402）。 飞行时间质谱仪为填补天津市此领域技术空白的医疗器械产品，落地伊始，天津市各级政府特别是东丽经济技术开发区管委会和东丽区科技局给予了高度重视并大力支持；同时东西分析（天津）做为被孵化企业，也受到了中科院苏州医工所下属天津国科医工科技发展有限公司全方位的精准对接和鼎力相助。 Ebio Reader 3700 Plus飞行时间质谱仪基于基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱（MALDI-TOF MS）技术原理，具有高灵敏度、高精度、检测时间短、应用范围广等特点，目前在临床上用于微生物的鉴定。 同时基于此多功能质谱技术平台，紧贴市场需求，东西分析又开发出多种疾病蛋白标志物和核酸基因分型检测的应用方案：如建立的蛋白指纹图谱模型，可用于对新冠肺炎病毒的早期和精准检测；对严重威胁人类健康的阿尔茨海默病（AD）&帕金森（PD）中相关蛋白组标志物进行检测，可用于AD及PD的早期和预后监测；采用核酸质谱技术实现了对混合致病菌的快速鉴定等。因此，东西分析拥有的多种应用方向的质谱技术，未来将为包括癌症、老年痴呆症、脑卒中等常见病和疑难病的精准检测提供坚实基础。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，波长355nm，频率1-1000Hz可调；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。 仪器分辨率测试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。 难分辨菌群大肠埃希菌与福氏质贺菌分析 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。 东西分析仪器（天津）有限公司东西分析仪器（天津）有限公司坐落于天津东丽开发区国际医疗器械产业园，具有分析仪器研发、生产及销售一体化能力，为北京东西分析仪器有限公司全资子公司。东西分析仪器（天津）有限公司成立以来已成为天津市多个行业联盟成员天津市生命科学及医疗器械产业技术创新战略联盟天津市生物医药人才创新创业联盟天津市东丽区医疗器械产业知识产权联盟同时为：天津市分析测试协会共建合作单位天津市色谱协会理事单位东西分析仪器（天津）有限公司专注于医疗卫生、生命科学、食品安全等领域，不断推出高端精准医疗产品，为人类健康事业做出自己的贡献。完美分析，辉映东西！

大肠埃希菌（Escherichia coli，E.coli）和志贺菌（Shigella Castellani）都是具有高度传染性、危害严重的革兰阴性肠道致病菌, 病人感染后的临床表现相似，如发热、水样腹泻、剧烈腹痛等，严重可致死亡。临床上大肠埃希菌和志贺菌的正确鉴定对临床治疗非常关键，因为不同的菌株间有毒力和耐药性的差异，感染不同的致病菌，需要采用不同的治疗方案。从全基因组角度上，大肠埃希菌（Escherichia coli，E.coli）和志贺菌（Shigella Castellani）的平均核苷酸一致率＞95% ，保守DNA＞69%，符合同一个种的定义，它们在菌落形态及生物学特性方面都非常相似，因此在临床实验室的常规工作中很容易被混淆，影响疾病的准确治疗。即使是通过16S rRNA 测序也只能鉴定到志贺菌-大肠埃希菌，并不能将其准确区分，进一步的鉴定需要依赖生化反应及血清学试验，但是这两种鉴定手段的实验步骤复杂、耗时很长，根本无法满足临床上对时效性的要求。基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱( matrixassistedlaser desorption / ionization time of flight massspectrometry，MALDI-TOF MS) 是近年发展起来的一种新型软电离质谱技术，具有快速、准确、操作简便、高通量、低成本等优势，已经被广泛应用于微生物的分型鉴定。由于大肠埃希菌（Escherichia coli，E.coli）和志贺菌（Shigella Castellani）基因水平上同属于一个种，特征性质谱图高度相似，如果仅仅使用目前常用的微生物分型算法进行数据库检索，仍然会有错误鉴定的情况存在。我公司基于自主知识产权的Ebio ReaderTM 3700M飞行时间质谱系统平台，开发出了一套功能强大的人工智能算法，准确区分基因型相近的难辨菌的解决方案，如大肠埃希菌（Escherichia coli，E.coli）和志贺菌（Shigella Castellani），准确度达到95%以上。我们利用Ebio ReaderTM 3700M 分别对福氏志贺菌(Sh.flexneri)、大肠埃希菌（E.coli）以及两种菌株的混合菌进行质谱鉴定以及蛋白质谱图比较分析。激光频率20 Hz，每个样本进行200次激光采集，采集相对分子质量 2000Da～15000Da的蛋白质图谱，通过数据分析软件对采集到的3个样品图谱进行比对分析。3种样品均在 2691、3737、4869、5381、6255、7274、9067、9743、10300 m /z 处出现相似的特征峰，其蛋白质谱图极为相似（图1），如果单纯通过数据库检索的话，极大可能会造成错误鉴定。 图1：大肠埃希菌、福氏志贺菌以及混合菌的质谱图之后，我们分别选取福氏志贺菌51例，大肠埃希菌56例，利用Ebio ReaderTM 3700M飞行时间质谱系统进行质谱分析，通过神经网络软件比对观察两组细菌蛋白峰的差异，并运用强大的人工智能算法将采集到的谱图数据建立分类模型，然后利用此模型进行了盲样鉴定。结果可以将大肠埃希菌和福氏志贺菌完美地区分开，分离度分别达到99.5%和95.4%，混合菌的分类结果显示大肠埃希菌和福氏志贺菌分别为76.2%和23.8%，也说明了此样品为混合样本，且有一定的定量效果（如下表）。 通过软件的聚类分析功能，更加直观地显示我们建立的这套方案可以将大肠埃希菌和福氏志贺菌以及二者的混合菌有效的分离（图2）。 图2：大肠埃希菌、福氏志贺菌以及混合菌的聚类分析在此MALDI-TOF微生物自动鉴定检测系统中，公司使用了自主研发、具有深度学习分析功能的神经网络人工智能软件。通过上述案例证明此套人工智能算法可实现对大肠埃希菌和志贺菌的准确区分鉴定，弥补了质谱技术在鉴定亲缘关系相近菌种能力的不足，达到了精准医疗的目的，对临床诊断及治疗方面具有重要意义。