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氯氰菊酯灭百可异构体

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氯氰菊酯灭百可异构体相关的资讯

  • 利用超高效合相色谱系统分离氯菊酯非对映体异构体
    目的 使用沃特世(Waters® )ACQUITY UPC2&trade 系统成功开发非对映体超高效合相色谱(UltraPerformance Convergence Chromatography&trade ,UPC2&trade )方法,用于四种氯菊酯异构体的基线分离。 背景 公众对杀虫剂使用的关注日益增长。目前使用的杀虫剂有25%为手性化合物。在这些杀虫剂中,手性在药效、毒性、代谢特性和环境方面起着重要的作用。因此,对立体选择性分离技术和分析测定杀虫剂对映体纯度的需要正在不断增长。 氯菊酯是一种合成的化学品,广泛用作杀虫剂和驱虫剂。氯菊酯具有四种立体异构体(两对对映体),由环丙烷环上的两个手性中心产生,如图1所示。因此,氯菊酯异构体的分离和定量测定颇具有挑战性。在分离氯菊酯方面,开发正相HPLC和反相HPLC的方法已经做出巨大的努力,但收效不尽如人意。我们在此展示,利用ACQUITY UPC2,在不足6分钟之内实现了四种氯菊酯基线分离。 与HPLC方法相比,UPC2&trade 实现了所有异构体的完全基线分离,运行时间大大缩短;对于杀虫剂的生产厂家而言,进行日常非对映体分析UPC2不愧为理想之选。 解决方案 人们已经对各种手性固定相(CSPs)进行了评估,以利用手性正相HPLC和反相HPLC进行分离。Lisseter和Hambling报道了Pirkle型手性固定相用于正相HPLC条件下分离氯菊酯。总的运行时间大于30min,使用的流动相为含有0.05%异丙醇的正己烷(Journal of Chromatography,539 1991 207-10)。但是,顺式和反式对映体拆分并不理想。Shishovska和Trajkovska使用了手性ß -环糊精手性固定相,用于在反相HPLC条件下拆分氯菊酯,以甲醇和水作为流动相(Chirality,22 2010 527-33)。总的运行时间大于50min,反式氯菊酯对映体的分离度小于1.5。另外,正相HPLC条件下,CHIRALCEL OJ色谱柱也用于氯菊酯的分离(Chromatographia,60 2004 523-26),我们的实验在表1中所示的条件下进行,得到了3个分开的色谱峰,如图2所示,该结果与文献报道一致。 图3显示了利用ACQUITY UPC2系统对氯菊酯进行非对映体分离。所有四种异构体利用更短的OJ-H色谱柱在不足6分钟内实现了基线分离。实验结果总结于表2中。总的来说,与手性HPLC方法相比,当前的UPC2方法实现了更好的分离,且运行时间更短。 总结 利用沃特世ACQUITY UPC2系统成功分离氯菊酯得到了证明,在小于6分钟内实现了四种异构体的基线分离。与手性HPLC方法相比,UPC2方法具有更高的分离度和更短的运行时间。UPC2方法也杜绝了正相HPLC中有毒正己烷的使用。对于杀虫剂生产商而言,进行日常非对映体的分析,ACQUITY UPC2系统不愧为理想之选。
  • 单克隆抗体标准物质电荷异构体研究
    p style=" text-indent: 2em margin-top: 10px margin-bottom: 10px line-height: 1.75em " & nbsp 单克隆抗体药物(mAb)是通过基因工程生产的蛋白质药物,具有特异性高、作用机制明确、效果显著、经济效益大等优势,是近年来生物医药产业的重要增长点。 br/ /p p style=" text-indent: 2em margin-top: 10px margin-bottom: 10px line-height: 1.75em " 治疗性单克隆抗体(mAbs)的开发和制造是一个高度管制的过程,ICH的指导原则指出了相关产品质量参数允许的异质性水平。电荷异构体是单克隆抗体(mAb)的关键质量参数(CQA)之一,在药品稳定性研究、申报及放行等环节都必须检测、评估。抗体的电荷异构体是由细胞内的酶促和非酶促过程分泌到培养基后形成,电荷异构体可能具有明显不同的生物活性,影响单抗药物的功能、安全性及稳定性。导致电荷异质性的最常见变异之一是C末端赖氨酸剪切,随着一个或两个带正电荷的赖氨酸残基丢失,可导致碱性变异体的形成;另外,在N-和O-连接的聚糖上脱酰胺、糖化和带负电荷的唾液酸的存在都会导致负电荷增加和酸性变异体的形成。 /p p style=" text-indent: 2em margin-top: 10px margin-bottom: 10px line-height: 1.75em " 电荷异构体的检测方法有很多种,如:聚丙烯酰胺凝胶电泳,虽然仪器设备相对便宜,但其分辨率低、操作繁琐,目前应用较少;毛细管等电点聚焦(cIEF)电泳可进行蛋白的等电点测定,现已开发出毛细管电泳与质谱联用的技术,该方法可从完整蛋白水平进行分析,暂未推广使用;离子交换色谱(IEX)在电荷异构体的分析中使用较多,有盐洗脱与pH梯度洗脱两种方式,后续收集各个成分进行质谱检测分析其分子量及翻译后修饰。现已有在线的LC-MS方法,此方法不使用传统的盐缓冲液,改为质谱可以耐受的有机盐缓冲液来进行电荷异构体的分离,但其质谱图谱质量及普适性还有待考量,且不能实现肽段水平翻译后修饰的解析。中国计量科学研究院研制了人源化IgG1 κ型单克隆抗体标准物质,与军事科学院军事医学研究院钱小红、应万涛课题组合作,建立了cIEF-WCID及SCX-HPLC两种方法分离检测了单克隆抗体标准物质中的电荷异构体。运用蛋白质组学技术,从完整的分子量分布、肽图分析、进一步延伸到糖肽分析,建立了逐步深入的分析方法来研究单克隆抗体电荷异构体形成的影响因素,此方法可推广应用于其他单抗类药物的电荷异质性分析与评价。 /p p style=" text-align: center margin-top: 10px margin-bottom: 10px line-height: 1.75em text-indent: 0em " img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 600px height: 272px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202010/uepic/f26eb0c0-ed43-47b2-9965-eb69024d8360.jpg" title=" 图片1.png" alt=" 图片1.png" width=" 600" height=" 272" border=" 0" vspace=" 0" / /p p style=" text-indent: 2em margin-top: 10px margin-bottom: 10px line-height: 1.75em " 2020年11月10-12日,中国计量科学研究院和国际计量局拟联合举办 span style=" color: rgb(255, 0, 0) " strong 第三届 “药物及诊断试剂研发与质控——测量与标准,质量与安全(TD-MSQS 2020)” /strong /span 国际研讨会,以期进一步促进该领域的学术交流和技术发展,提升企业的研发水平和产品质量。本次会议将在南京市政府的支持下,在江苏省南京市举行。 /p p style=" text-indent: 2em margin-top: 10px margin-bottom: 10px line-height: 1.75em " 本次会议可通过官方网站http://tdmsqs.ncrm.org.cn注册或扫描二维码注册,注册成功后请填写参会回执发送至会议邮箱pptd@nim.ac.cn。 /p p style=" text-align: center text-indent: 2em margin-top: 10px margin-bottom: 10px line-height: 1.75em " & nbsp /p p style=" text-align: center margin-top: 10px margin-bottom: 10px line-height: 1.75em text-indent: 0em " img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202010/uepic/11c12ff4-263b-48c2-aff9-f4640b0a1850.jpg" title=" 图片3.png" alt=" 图片3.png" / /p p style=" margin-top: 10px margin-bottom: 10px line-height: 1.75em text-indent: 0em text-align: center " strong span style=" text-indent: 0em " 欢迎各位专家、同仁报名参会! /span /strong /p p style=" text-indent: 2em margin-top: 10px margin-bottom: 10px line-height: 1.75em " 更多信息请关注会议官方网站: a href=" http://tdmsqs.ncrm.org.cn。" _src=" http://tdmsqs.ncrm.org.cn。" http://tdmsqs.ncrm.org.cn。 /a /p p style=" margin-top: 10px margin-bottom: 10px line-height: 1.75em text-indent: 0em text-align: right " 供稿:崔新玲 胡志上 span style=" text-indent: 2em " & nbsp /span /p
  • 使用共价标记质谱区分组氨酸互变异构体
    大家好,本周为大家分享一篇发表在Anal Chem.上的文章,Distinguishing Histidine Tautomers in Proteins Using Covalent Labeling-Mass Spectrometry [1]。该文章的通讯作者是来自马萨诸塞大学阿默斯特分校的Richard W. Vachet教授。组氨酸是人体蛋白质结构中的重要组成氨基酸,研究发现,组氨酸具有Nδ-H和Nε-H两种互变异构体,通过两种互变异构体的转换,可以在蛋白质中介导质子转移。目前常使用2D NMR技术进行区分,但操作相对繁复。共价标记质谱是一种研究蛋白质结构的有力方法,具有操作简单,灵敏度高,结构分辨率高等优点。在本文中,作者尝试以焦碳酸二乙酯(DEPC)为标记试剂,采用共价标记质谱区分组氨酸互变异构体。组氨酸侧链的咪唑上具有两个氮原子,其中一个氮上的孤电子对参与芳香环π键的组成,而另一个氮原子仍保留孤对电子,更容易与DEPC等亲电子试剂反应。而组氨酸的两个互变异构体中都只有一个保留孤对电子的氮原子,且该氮原子位置不同,Nδ-H互变异构体中的Nε2与DEPC反应,而Nε-H互变异构体中的为Nδ1。因此以DEPC标记组氨酸以区分两个互变异构体的方法是可行的(图1)。图1. DEPC 结构及其与两种不同组氨酸互变异构体的反应 为了测试DEPC 标记区分两种互变异构体的能力,作者以几种含组氨酸的肽,在确保DEPC仅标记组氨酸条件下进行实验。以Fmoc-DGHGG-NH2为例子,该肽在N端包括一个Fmoc基团以确保仅标记组氨酸。采用等度洗脱来最大限度地利用LC分离两种异构体,并确保流动相组成不影响肽段电离效率,从而可以更好地量化每个互变异构体的比率。结果发现,在11.4和13.6分钟洗脱的峰具有相同的m/z值(图2)。根据串联MS数据,发现这两个峰代表着组氨酸上成功标记DEPC的单一物质(图3)。并且,这些同量异位离子的串联质谱不同,表明这两种物质为带有不同组氨酸互变异构体的物质。作者将先洗脱出的物质命名为修饰物质1,后洗脱出的为修饰物质2。根据MS/MS数据,两者的主要区别为修饰物质2具有更加丰富的羧基化a3离子(a3*)。图2. 未标记(蓝色迹线)和 DEPC 标记(红色迹线)肽 Fmoc-DGHGG-NH 2的提取离子色谱图。DEPC浓度比肽浓度高10倍,反应1分钟图3. 两种修饰的His异构体的串联质谱。(a)来自图2中的色谱图的修饰物质 1 的串联质谱。(b)来自图2中的色谱图的修饰物质2的串联质谱。标有星号 (*) 的产物离子包含羧基化产物此外,在重复实验中,作者发现物质2与物质1的丰度比为3.9± 0.2。而研究发现,在中性pH条件下,游离氨基酸Nε-H 互变异构体与 Nδ-H 互变异构体的比接近于4:1。因此,两物质的峰面积比表明物质1可能为 Nδ-H 互变异构体,而物质2可能为 Nε-H 互变异构体。结合以上发现,并考虑肽解离途径等因素,作者对两物质质谱图谱差异做出推测。当物质2为Nε-H互变异构体侧链时,DEPC 标记在Nδ1上,有利于肽通过bx-yz途径解离,随后通过bx-ax途径损失CO,因此物质2富含a3*离子。当物质1为Nδ-H 互变异构体时,DEPC 标记在Nε2上,肽通过组氨酸途径解离,并形成了稳定五元环,因此优先形成更稳定的b3*离子(图4)。以上发现进一步证明了Fmoc-DGHGG-NH2中物质1为 Nδ-H 互变异构体,物质2为 Nε-H 互变异构体。根据丰度比以及肽解离途径不同,作者在其他模型肽标记实验中也成功区分两互变异构体。由于组氨酸的pKa在一定程度上会影响互变异构体的比例,因此两互变异构体的丰度比可能会略有变化。总之,以上结果表明,DEPC共价标记质谱可以识别两个组氨酸互变异构体。图4. DEPC 标记的含组氨酸肽 CID 过程中两种异构体的肽片段化途径。左侧通路为物质1(Nδ-H互变异构体),右侧通路为物质2(Nε-H互变异构体)之后,作者还进一步研究了不同DEPC浓度对实验的影响。结果发现,在 DEPC 浓度范围超过一个数量级时,Fmoc-DGHGG-NH2的两种修饰形式的比率基本在4左右保持恒定,其他模型肽的比率略有不同(图5),但随着 DEPC 浓度的增加,给定肽的标记比率保持不变。在质谱可以确认互变异构体结构的肽中,Nε-H互变异构体总是丰度相对更高,洗脱相对较晚。此外,作者发现当组氨酸不是位于N末端残基时,Nε-H 互变异构体的an */bn *比率总是比Nδ -H 互变异构体的更高。但是,若组氨酸残基位于肽的N末端时,在质谱中观察不到b1和a1离子,将对结果造成影响。图 5. 在 DEPC 浓度增加时选择肽的两种修饰形式的标记比率。(a) Fmoc-DGHGG-NH2;(b) Ac-IQVYSRHPAENGK(Ac);(c) Ac-VEADIAGHGQEVLIR;(d) Ac-LFTGHPETLEK(Ac)。MS/MS 用于通过测量an /bn离子的比率来确认每个互变异构体总而言之,作者成功使用DEPC共价标记质谱区分肽与蛋白质中的组氨酸互变异构体,利用丰度比与洗脱时间,以及CID期间的肽解离模式,区分两种互变异构体。利用该方法,作者团队已经确定了几种蛋白质组氨酸互变异构体比率,并且相对于2D NMR方法,该方法更简单、更快、更精确,有利于探索蛋白质中组氨酸残基周围的局部结构,提供高分辨率的结构信息。[1]Pan X, Kirsch ZJ, Vachet RW. Distinguishing Histidine Tautomers in Proteins Using Covalent Labeling-Mass Spectrometry. Anal Chem. 2022 Jan 18 94(2):1003-1010.
  • 瑕瑜团队新成果:基于质谱的脂质异构体分析有助于疾病诊断与靶点发现
    近期,清华大学化学系瑕瑜教授课题组与清华大学药学院尹航教授课题组以及北京清华长庚医院王韫芳研究员团队合作在Angew. Chem. Int. Ed杂志上发表了题为 “sn-1 Specificity of Lysophosphatidylcholine Acyltransferase-1 Revealed by a Mass Spectrometry-based Assay” 的文章。第一作者为清华大学化学系博士生赵雪与梁家琦,通讯作者为瑕瑜教授。该工作首次揭示磷脂酰胆碱酰基转移酶1(LPCAT1)在合成胆碱甘油磷脂 (PC)时对甘油骨架的sn-1位置具有选择性 该选择性与LPACT1在人肝细胞癌组织中的高表达直接导致了sn位置异构体PC 18:1/16: 0的显著升高。以上研究对于发展基于脂质异构体分析的新型疾病诊断与靶点发现具有启示意义。  LPCAT1是细胞内PC的合成通路中脂质重塑过程关键的酶。已有相关研究表明,LPCAT1在多种癌症组织中表达上调并且对饱和或单不饱和的酰基辅酶具有选择性。然而LPCAT1对甘油骨架sn位置的选择性还尚不明确,这主要是由于sn位置异构体难以区分与定量。2019年瑕瑜教授课题组利用PC碳酸氢根加合物([PC+HCO3]-)在串级质谱中碎裂产生的“sn-1 frag.”实现了sn位置异构体的定性与定量(Zhao X, Xia Y, et al. Chemical Science, 2019, 10:10740)。基于此,本工作建立了测定LPCAT的sn位置选择性的LC-MS流程。作者以sn-1 LPC和sn-2 LPC的混合物为底物,LPCAT1过表达的HEK 293T细胞膜碎片作为酶源,加入酰基辅酶,37℃下进行孵育。酶反应产物通过反相液相色谱(RPLC)中分离及质谱检测 其与内标的色谱峰面积比对总的合成产物(sn位置异构体之和)进行定量。继而对酶反应产物的碳酸氢根加合物进行串级质谱分析,通过“sn-1 fragment”的百分比对sn位置异构体进行定量(分析流程如图1)。继而通过建立sn-1 LPC和sn-2 LPC的酶反应动力学曲线,比较动力学常数来确定sn位置选择性。  图1. LC-MS/MS流程用于定量分析LPCAT催化所产生的PC sn位置异构体  鉴于不同分子量的PC分子可以在RPLC中分离,该流程可以同时测定LPCAT1对多种酰基辅酶(如,17:0-CoA, 18:1-CoA和20:4-CoA)的选择性。结果显示LPCAT1对三种酰基辅酶均表现出活性,20:4-CoA的活性最低。当LPCAT1将三种酰基辅酶连接到甘油骨架上时,均选择性的加在了sn-1位置,即只合成了PC 17:0/16:0,PC 18:1/16:0和PC 20:4/16:0。因此,基于图1的LC-MS/MS分析流程,该研究首次明确了LPCAT1对甘油骨架的sn-1位置具有选择性。  已有研究表明LPCAT1在肝细胞癌组织中表达上调。为了探究肝细胞癌中PCsn位置异构体的组成是否会受到LPCAT1对sn-1位置选择性的影响,该工作对人肝细胞癌组织和正常肝组织中PC的sn位置异构体进行LC-MS/MS分析。结果显示PC 18:1/16:0在肝细胞癌组织中显著上升。该工作进一步对常用的肝癌细胞系HepG2中的LPCAT1进行敲降,敲降后PC 18:1/16:0的含量显著下降。这表明肝细胞癌组织中PC 18:1/16:0的含量与LPCAT1对sn-1位置的选择性以及LPCAT1的表达上调直接相关。更重要的是,解吸电喷雾电离质谱(DESI)对PC 18:1/16:0的分布成像与人肝细胞癌组织连续切片的LPCAT1的免疫荧光成像以及H&E染色高度吻合(图2)。因此PC 18:1/16:0可能作为新型生物标志物,用于划分癌变区域和癌旁区域。  图2. 人肝细胞癌组织连续切片H&E染色(a)组织中LPCAT1的免疫荧光成像(b)以及DESI MS2 对PC 16:0_18:1的sn位置异构体分布的成像(c, d)  总的来说,该工作建立了用于测定LPCAT的sn位置选择性的快速、灵敏、高通量的LC-MS/MS分析流程。它深度剖析了组织中sn位置异构体的组成、分布与酶的功能、分布的关系 阐明了脂质异构体作为新型生物标志物用于疾病的诊断与治疗的巨大潜力。不过其他几种LPCAT在连接酰基辅酶时对sn位置选择性还有待进一步研究。
  • 岛津DL氨基酸分析方法包,直击氨基酸异构体分离难点
    ☆ 导读 ☆对于多肽类药物而言,在药物的研发、生产、质量控制等环节,清楚地了解氨基酸的具体构型,把控氨基酸异构化现象,对于最终药物的质量与药效至关重要,也是多肽药物企业严格监控的重点之一。因此,氨基酸异构体的分离检测,在整个研发管线中必不可少。然而,D/L两种氨基酸成分分析经常遇到的难点有:分析难度大:各种各样的肽或氨基化合物的背景干扰较多分析时间长:传统的氨基酸异构体分析必需进行氨基酸的衍生化处理,通常分析时间超过10小时面对氨基酸异构体的分析难点,岛津公司推出LC/MS/MS DL氨基酸分析方法包(内含分析方法、报告模板和使用说明书)。结合LCMS-8045/8050/8060的高灵敏度分析能力,为DL氨基酸异构体分离提供准确、高效、简便的解决方案。 ☆ 什么是D/L氨基酸 ☆ 大部分氨基酸(除甘氨酸外)具有与羧基(COO-)相邻的手性碳原子,该手性中心存在彼此互为镜像的立体异构,分别称为D型氨基酸和L型氨基酸。L型氨基酸属于天然存在的氨基酸构型,可合成蛋白质,作为营养物质在人体内大量存在。D型氨基酸体内含量极低,多为人工合成,有研究发现,体内极微量的D型氨基酸,存在于肠腔或生物体肾脏。 ☆ 氨基酸名录 ☆☆ 方法包特点 ☆ l 同时分析42种D/L型氨基酸 可实现批处理分析,快速分析42种D/L氨基酸。l 快速分析检测(10min) 仅需10分钟即可完成高灵敏度的氨基酸分析。l 高灵敏度分析 结合LCMS-8045/8050/8060高灵敏度分析能力,可省去氨基酸衍生化实验流程。l D/L型氨基酸均可以实现柱上分离和定量分析 充分发挥手性分离优势,对于理化性质相近氨基酸(如谷氨酸和赖氨酸,苏氨酸,异亮氨酸和别异亮氨酸),本方法支持两种手性色谱柱同时分析,可以由两种数据结果共同确认组分,提供高准确性数据。☆ 典型应用 ☆ 利用岛津DL氨基酸分析方法包对某多肽药物水解样品进行检测分析,准确测定出L型氨基酸与极微量的D型氨基酸含量,并得出相关比例。 岛津独特的DL氨基酸构型分析方法结合三重四极杆质谱仪高精准的特点,可较完美解决D型与L型氨基酸异构体的分离难点,为多肽类或氨基酸类药物研发与质量控制、D-氨基酸机能研究及更具附加值的机能性食品或药物开发提供新型技术手段。 本文内容非商业广告,仅供专业人士参考。
  • 清华大学脂质同分异构体及小型质谱研究成果登Nature子刊
    p   最新一期的Nautre Methods杂志对清华大学瑕瑜课题组和欧阳证课题组在脂类同分异构体及小型质谱技术研究中取得的进展进行了报道。长期以来,质谱小型化技术被国外研究机构所垄断,欧阳证课题组的研究为我国在质谱仪的研发与产业化领域争取到了“原创话语权”。脂类同分异构体中C=C双键位置的确定在全世界一直是难点,瑕瑜课题组利用Paternò –Bü chi反应找到了定位C=C双键的方法,为脂质组学开辟了一个全新的研究维度。 /p p style=" text-align: center " img title=" 5.jpg" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201801/insimg/256c243d-6a9f-40d6-a0d8-13f84fb196f5.jpg" / /p p style=" text-align: center " span style=" font-family: 楷体,楷体_GB2312, SimKai " Nautre & nbsp Methods杂志是Nature子刊,影响因子25.06,主要提供生命科学领域的新方法和基础研究技术重大进展的相关报道 /span /p p    span style=" color: rgb(79, 129, 189) " strong 根据C=C做脂质组学定性、定量分析 /strong /span /p p style=" text-align: center " img title=" 1.jpg" style=" width: 230px height: 295px " src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201801/insimg/ac5de0cd-a2ab-4b34-a39f-a9f38337697c.jpg" height=" 295" hspace=" 0" border=" 0" vspace=" 0" width=" 230" / /p p style=" text-align: center " strong 清华大学教授 瑕瑜 /strong /p p   瑕瑜长期从事生物质谱为基础的气相化学自由基研究,一个偶然的机会,瑕瑜课题组的马潇潇博士(现为清华大学精密仪器系助理教授)在进行光化学自由基反应时发现受激发的丙酮与脂质C=C反应的结果并没有形成断裂加成峰,而是整个丙酮加到脂质分子上去。查阅资料之后,发现这是一个已知反应Paternò -Bü chi(PB反应)。根据PB反应的机理就能够清晰地解析离子碎裂谱图从而确定C=C位置。“这个发现对确定脂质同分异构体C=C位置,以及进行脂质定量分析非常有帮助。”瑕瑜说。 /p p style=" text-indent: 2em " 从2014年发表第一篇文章起,他们将这一理论应用在了脂质组学研究中。 PB反应在鸟枪法策略中进行脂质同分异构体的定性与定量分析的研究已经取得了成功。目前,PB反应在液质联用策略中的脂质组学分析研究工作也已经完成。瑕瑜表示:“液质联用分析脂质组学能够得到更多的分子信息,应用面会更加广泛。将PB反应用在这个技术中,能够给脂质组学的发展提供更多机会。” /p p    strong span style=" color: rgb(79, 129, 189) " 小型质谱技术简化脂质分析工作流程 /span /strong /p p style=" text-align: center " img title=" 2.jpg" style=" width: 230px height: 295px " src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201801/insimg/e3ddfcc2-869d-4a4b-a052-469cdb80b27a.jpg" height=" 295" hspace=" 0" border=" 0" vspace=" 0" width=" 230" / /p p style=" text-align: center " strong 清华大学教授 欧阳证 /strong /p p   不同双键位置揭示的是不同的代谢通路,不同的发病机理,通过脂质同分异构体的定性与定量分析,可应用于临床诊断。现有的商业脂质解析数据库并不包括脂质C=C位置信息,并不能进行脂质同分异构体的定性与定量分析。目前,欧阳证与瑕瑜的研究团队正在进行基于小型质谱的包含C=C位置信息的脂质组学分析工作。“我们希望让更多做脂质组学研究的人知道这个技术,并通过建立数据库帮助到需要了解脂质C=C信息的研究。”欧阳证在谈到该数据库的建立时说,“事实上,我们将要建立的不止是一个数据库,而是包括前端液相方法、PB反应、质谱方法、数据库与软件分析在内的整体工作流程。” /p p style=" text-indent: 2em " 该工作已取得了一系列产业化成果,由欧阳证创立的清谱科技在10月份召开的BCEIA2017上推出了Mini β小型质谱仪、脂质组学双键定位系统Ω反应器以及MS Mate快速检测方案,结合了PB光化学反应的特异性、高效性以及质谱检测的特异性和灵敏度,可实现脂质中双键的快速定位、精准定量、全方位读取。此外,搭载的庞大的数据库可以实现数据检索、数据读取、报告生成一体化工作流程。 /p p style=" text-align: center " img title=" 3.jpg" style=" width: 400px height: 290px " src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201801/insimg/9b657d8e-0702-4f7b-a363-4b1a7a569ed6.jpg" height=" 290" hspace=" 0" border=" 0" vspace=" 0" width=" 400" / /p p style=" text-align: center " strong Mini & nbsp β小型质谱仪 /strong /p p   Mini β小型质谱仪与液质联用分析脂质组学的方法相比,突破了实验室环境的束缚,其简化的工作流程,大大降低了对操作人员专业性及检测环境的要求,可在现场检测,更利于质谱脂质分析走向临床、基层。 /p p   更多详细内容: /p p style=" text-align: left text-indent: 2em " a title=" " href=" http://www.instrument.com.cn/news/20170616/222209.shtml" target=" _blank" span style=" color: rgb(79, 129, 189) " C=C位置探索思路或将发现脂质生物标志物——访清华大学瑕瑜教授、欧阳证教授 /span /a /p p style=" text-align: left text-indent: 2em " a title=" " href=" http://www.instrument.com.cn/news/20171013/230960.shtml" target=" _blank" span style=" color: rgb(79, 129, 189) " 十年一剑 & nbsp 欧阳证带领清谱科技推出Mini β小型质谱分析系统 /span /a /p
  • 清华精仪系团队实现高分辨生物分子异构体分析研究
    研究背景与成果生物分子的结构解析与相关生物学功能的关联研究已成为现今生命科学的前沿。生物分子存在多级结构,而其结构复杂度的一个重要因素为分子异构。不同的异构分子(Isomers and isoforms)具有相同的化学式和分子量,但化学结构不同。例如,单糖存在多种异构体,包括葡萄糖、果糖、半乳糖等;多糖由单糖两两通过糖苷键相互连接组成,导致出现更为复杂的构造异构(分子中原子或原子团互相连接次序不同,Structural or constitutional isomers)和立体异构现象(连 接 次 序 相 同 但 空 间 排 列 不 同,Spatial isomers or stereoisomers)。离子迁移(Ion mobility, IM)与质谱(Mass spectrometry, MS)联用(IM-MS)分析已经发展为生物分子特别是生物大分子结构解析的一种主要手段,并成为质谱仪器发展的主要方向。IM可以区分MS不能区分的异构体或同重素(Isobars),这一独到的特性对生物分子的结构解析研究十分关键,近年来被广泛用于糖结构、脂质结构、蛋白质结构和活性、蛋白质-分子相互作用等研究中。近年来,多种IM 分析方法被纷纷提出,例如迁移时间 DTIMS (Drift time ion mobility spectrometry)、囚禁式 TIMS(Trapped ion mobility spectrometry)、行波 TWIMS(Travelling wave ion mobility spectrometry) 以及非对称场 FAIMS(Field asymmetric ion mobility spectrometry)等。然而,这些技术均基于低E/N场原理(E/N 图2. 二糖异构体分析。(a)四种二糖异构体及其(b)离子云扫描谱图。乳糖和纤维二糖混合物的(c)离子云扫描谱图和(d)串级质谱分析谱图。(e)两种二糖标准品及(f)混合物的定量分析结果。离子云扫描技术对各类生物分子异构体具有普遍适用性。如图3所示,该技术同样可分辨脂质和多肽分子异构体。研究工作中,离子云扫描方法展现出多种优点,如分析部件结构简单、操作方便、具有强大的时间/空间串级质谱能力等,可以方便地与多类质量分析器联用,用于设计混合型串联分析质谱仪器,在生物分子复杂结构解析上展现出较好的应用前景。图3. 脂质与多肽异构体分析。(a)脂质异构方式示意图。各种脂质异构体的离子云扫描谱图:(b)sn异构、(c)碳碳双键位置异构和(d)双键顺反异构。(e)多肽的不同翻译后修饰类型及其异构方式示意图。不同翻译后修饰类型的多肽异构体离子云扫描谱图:(f)甲基化、(g)乙酰化和(h)磷酸化。本研究由国家自然科学基金项目和清华大学精准医学科研项目资助。论文第一作者为清华大学精仪系周晓煜副教授,通讯作者为欧阳证教授,其他作者还包括精仪系博士生王卓凡和范菁津,第一完成单位为清华大学精密仪器系精密测试技术与仪器国家重点实验室。这项研究也得到了清华大学化学系瑕瑜教授、精仪系马潇潇副教授与张文鹏助理教授的大力帮助。
  • 岛津推出二十烷以及其同分异构体的超快速LC/MS/MS同时检测方案
    在疾病研究中二十烷担负着重要作用,本方案将二十烷以及其同分异构体及代谢物50种成分的MRM条件最优化,建立了由54个通道组成的同时检测法。使用LCMS-8040对多成分检测,定量限达到pg以下。 花生四烯酸串联是非常重要的代谢路径之一,作为其代谢产物的二十烷以及其同分异构体及代谢物的同时分析方法,在疾病研究中起到重要作用。LC/MS/MS的MRM测定具有高灵敏度与高选择性,广泛应用于二十烷的分析,但随着成分数的增多,从分离・ 离子化的观点来看,现在很难获得稳定的分析结果。本方案使用快速LC/MS/MS系统开发了全面地定量分析二十烷和其类似物的新方法。 本方案作为全面、快速、高灵敏度分析脂信号分子的方法行之有效。 了解详情,请点击&ldquo 基于超快速LC/MS/MS的二十烷以及其同分异构体的同时分析&rdquo 关于岛津 岛津企业管理(中国)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,岛津企业管理(中国)有限公司在中国全境拥有13个分公司,事业规模正在不断扩大。其下设有北京、上海、广州、沈阳及成都5个分析中心;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。
  • 欧阳证团队利用超高场离子云扫描技术实现高分辨生物分子异构体分析研究
    生物分子的结构解析与相关生物学功能的关联研究已成为现今生命科学的前沿。生物分子存在多级结构,而其结构复杂度的一个重要因素为分子异构。不同的异构分子(Isomers and isoforms)具有相同的化学式和分子量,但化学结构不同。例如,单糖存在多种异构体,包括葡萄糖、果糖、半乳糖等 多糖由单糖两两通过糖苷键相互连接组成,导致出现更为复杂的构造异构(分子中原子或原子团互相连接次序不同,Structural or constitutional isomers)和立体异构现象(连 接 次 序 相 同 但 空 间 排 列 不 同,Spatial isomers or stereoisomers)。  离子迁移(Ion mobility, IM)与质谱(Mass spectrometry, MS)联用(IM-MS)分析已经发展为生物分子特别是生物大分子结构解析的一种主要手段,并成为质谱仪器发展的主要方向。IM可以区分MS不能区分的异构体或同重素(Isobars),这一独到的特性对生物分子的结构解析研究十分关键,近年来被广泛用于糖结构、脂质结构、蛋白质结构和活性、蛋白质-分子相互作用等研究中。近年来,多种IM分析方法被纷纷提出,例如迁移时间DTIMS(Drift time ion mobility spectrometry)、囚禁式TIMS(Trapped ion mobility spectrometry)、行波TWIMS(Travelling wave ion mobility spectrometry)以及非对称场FAIMS(Field asymmetric ion mobility spectrometry)等。然而,这些技术均基于低E/N场原理(E/N   图2. 二糖异构体分析。(a)四种二糖异构体及其(b)离子云扫描谱图。乳糖和纤维二糖混合物的(c)离子云扫描谱图和(d)串级质谱分析谱图。(e)两种二糖标准品及(f)混合物的定量分析结果  图3.脂质与多肽异构体分析。(a)脂质异构方式示意图。各种脂质异构体的离子云扫描谱图:(b)sn异构、(c)碳碳双键位置异构和(d)双键顺反异构。(e)多肽的不同翻译后修饰类型及其异构方式示意图。不同翻译后修饰类型的多肽异构体离子云扫描谱图:(f)甲基化、(g)乙酰化和(h)磷酸化  离子云扫描技术对各类生物分子异构体具有普遍适用性。如图3所示,该技术同样可分辨脂质和多肽分子异构体。研究工作中,离子云扫描方法展现出多种优点,如分析部件结构简单、操作方便、具有强大的时间/空间串级质谱能力等,可以方便地与多类质量分析器联用,用于设计混合型串联分析质谱仪器,在生物分子复杂结构解析上展现出较好的应用前景。  该研究成果近日以“超高场离子云扫描技术实现高分辨生物分子异构体分析研究”(High-Resolution Separation of Bioisomers Using Ion Cloud Profiling)为题发表在《自然通讯》(Nature Communications)上。  论文第一作者为清华大学精仪系周晓煜副教授,通讯作者为欧阳证教授,其他作者还包括精仪系2020级博士生王卓凡和范菁津,第一完成单位为清华大学精密仪器系精密测试技术与仪器国家重点实验室。研究得到了清华大学化学系瑕瑜教授、精仪系马潇潇副教授与张文鹏助理教授的大力帮助。该研究由国家自然科学基金项目和清华大学精准医学科研项目资助。  论文链接:  https://www.nature.com/articles/s41467-023-37281-7
  • 【瑞士步琦】通过SFC-UV分离纯化贝达喹啉的四种异构体
    分离纯化贝达喹啉的四种异构体结核病(TB)是导致残疾和死亡的全球性流行病。据估计,世界上多达三分之一的人口感染了结核病,主要由结核分枝杆菌(Mycobacterium tuberculosis, M. tuberculosis)感染引起。由于患者停药或不正确的药物处方导致病原体突变,结核分枝杆菌对一线结核病治疗产生了多药耐药。2005 年,Andries 及其同事报告了第一种耐多药抗结核药物 TMC 207,现在被称为富马酸贝达喹啉(BDQ),成为40年来首个抗结核特异性药物。Andries 等人进行了实验测试四种立体异构体对耐多药结核分枝杆菌菌株的活性。他们报告了每种异构体以及两种异构体的混合物对细菌生长产生 90% 抑制的浓度(IC90)。如图1所示,(R,S)和(S,R)的值分别为 0.03 和8.8μg/mL,组合后的值为 1.8μg/mL。(R,R)和(S,S)同分异构体的IC90值分别为 4.4 和 8.8μg/mL,而混合物的 IC90 值为 4.4μg/mL。这些结果表明,需要对(R,S)异构体进行优化分离,以专门治疗结核分枝杆菌。▲图1:贝达喹啉的四种异构体,及其抗结核分枝杆菌活性(IC90)本文介绍了一种利用 BUCHI Sepiatec SFC-50 仪器分离纯化 BDQ (R,S)异构体的方法。SFC 仪器与蒸发光散射检测器(ELSD)相连。为了提高生产效率,采用了堆叠注入模式。▲图2:BUCHI Sepiatec SFC-501实验条件设备 BUCHI Sepiatec SFC-50色谱柱 Chiralpak IA (4 x 100mm)流动相条件 93.7%二氧化碳、6%(50/50甲醇: 异丙醇)和 0.3%异丙胺,等度洗脱流速 5ml/min背压 150 bar柱温 40℃样品 (RS, SR)对映体BDQ进样量 285mg 叠层进样,每次 100uL检测波长 220nm2结果与讨论通过图3我们可以观察到 BDQ 的两种异构体(RS,SR)在 Sepiatec SFC-50 上能呈现有效的基线分离,并且分离时长控制在 10 分钟以内。▲图3:通过Sepiatec SFC-50以叠层进样的方式获取BDQ (R,S)异构体由于本次实验使用的色谱柱规格较小(4x100mm),不适用于大量样品(285mg)的纯化分离,因此我们采用叠层进样的方式,通过多次进样来高效获取大量目标化合物。
  • N-聚糖唾液酸结合异构体鉴定——SialoCapper™ -ID试剂盒+MALDI-8020
    唾液酸(SA)是酸性单糖的家族名称,包括 N-乙酰神经氨酸 (NeuAc) 和 N-羟乙酰神经氨酸 (NeuGc),主要存在于聚糖的非还原末端。是一种天然存在的碳水化合物,最初由颌下腺粘蛋白分离出,因此而得名。唾液酸通常以低聚糖,糖脂,糖蛋白的形式存在。唾液酸可以以 α2,3- 或 α2,6- 键类型存在。这样的连接异构体在生物学上很重要,因为不同连锁类型可能与各种疾病有关,例如病毒感染和癌症。 近年来,质谱技术已被广泛应用于分析聚糖。然而,鉴定含有多个唾液酸残基的复杂聚糖的唾液酸键类型仍然具有挑战性。本研究工作通过使用“SialoCapper-ID 试剂盒”进行独特的衍生化,然后进行 MALDI-8020 MS分析,从而鉴定2-氨基吡啶(PA)标记的聚糖上的酸谱系类型。 SialoCapper-ID 试剂盒是一种用于聚糖预处理的新型试剂盒,可简化获得专利的唾液酸键特异性烷基酰胺化 (SALSA 方法)步骤。SALSA通过中和残留物来防止在聚糖预处理和 MS 分析过程中唾液酸残留物的损失。此外,它允许通过以特定键的方式衍生残基来基于 MS 区分唾液酸键异构体。 SALSA法的衍生方案 本实验中,N-连接聚糖通过肼解作用从51只大鼠102只耳蜗血管纹衍生的糖蛋白中释放出来的。N-聚糖的还原端用PA标记。然后根据唾液酸的数量通过 DEAE 阴离子交换 HPLC 对 PA 标记的聚糖进行分离,并在 ODS 柱上使用反相 (RP) HPLC 进一步分离。使用酰胺柱和 LC-MS 通过正相 (NP) HPLC 分析分级的 N-聚糖,并根据二维 (2-D) HPLC 分析 (RP/NP) 的结果确定 N-聚糖的结构 和 LC/MS 分析。最后,使用 SialoCapper-ID Kit 进行唾液酸键特异性衍生化,用于未确定唾液酸键类型的分离。 在用碳芯片对 14 份 PA 标记的聚糖进行脱盐后,使用 SialoCapper-ID 试剂盒在试管中以液相反应的形式进行唾液酸键特异性衍生化。除了通过 2-D HPLC 和 LC/MS 进行结构测定外,研究者另辟蹊径,使用MALDI-8020+ SialoCapper-ID 试剂盒根据唾液酸键特异性衍生化产生的质量变化来区分唾液酸键类型。相对于LC/MS,MALDI-MS有利于轻松快速鉴定唾液酸键类型,特别是在分析多个样品时。 A1-14 组分的质谱图和唾液酸键型鉴定结果A2-16 组分的质谱图和唾液酸键型鉴定结果 MALDI-8020+SialoCapper-ID 试剂盒唾液酸结合异构体鉴定优势1 无需与标准聚糖样品的分析结果进行比较,即可识别复杂聚糖的唾液酸键类型。2 SialoCapper-ID Kit可应用于标记糖链,无需改变常规分析流程即可进行唾液酸键联分析。3 无需 LC 分离, MALDI-MS 直接鉴定唾液酸键类型。 MALDI-8020是岛津MALDI家族一款体积小巧,性能卓越的特色产品。荣获2018 IBO工业设计大奖银奖。 主要特点:● 线性台式MALDI-TOF● 200Hz固态激光器,355nm波长● 进样速度快● TrueClean™ 自动源清洁功能。配备大口径离子光学系统,使仪器长期使用中源的污染风险降到最低。配备基于紫外激光器的源清洁功能,可自动快速实现源自清洁。● 静音(55dB)● 可视化工作状态 参考文献:岛津应用新闻:Sialic Acid Linkage Isomer Discrimination of N-glycansderived from Rat Cochlea using SialoCapper-ID KitM. Inuzuka, T. Nishikaze 本文内容非商业广告,仅供专业人士参考。
  • 8种PCB异构体混标 EPA525 促销
    产品编号:CDGG-132647-05-1ml 名称:8种PCB异构体混标 EPA525 规格:500 mg/L于丙酮,1mL 组份信息 英文名 中文名 CAS 浓度 2-chlorobiphenyl (BZ# 1) 2-氯联苯 2051-60-7 500 +/- 25 mg/L 2,3-dichlorobiphenyl (BZ# 5) 2,3-二氯联苯 16605-91-7 500 +/- 25 mg/L 2,4,5-trichlorobiphenyl (BZ# 29) 2,4,5-三氯联苯 15862-07-4 500 +/- 25 mg/L 2,2&rsquo ,4,4&rsquo -tetrachlorobiphenyl (BZ# 47) 2,2&rsquo ,4,4&rsquo -四氯联苯 2437-79-8 500 +/- 25 mg/L 2,2&rsquo ,3&rsquo ,4,6-pentachlorobiphenyl (BZ# 98) 2,2&rsquo ,3&rsquo ,4,6-五氯联苯 60233-25-2 500 +/- 25 mg/L 2,2&rsquo ,4,4' ,5,6&rsquo -hexachlorobiphenyl (BZ# 154) 2,2&rsquo ,4,4' ,5,6&rsquo -六氯联苯 60145-22-4 500 +/- 25 mg/L 2,2' ,3,3' ,4,4' ,6-heptachlorobiphenyl (BZ# 171) 2,2' ,3,3' ,4,4' ,6-七氯联苯 52663-71-5 500 +/- 25 mg/L 2,2' ,3,3' ,4,5' ,6,6' -octachlorobiphenyl (BZ# 201) 2,2' ,3,3' ,4,5' ,6,6' -八氯联苯 40186-71-8 500 +/- 25 mg/L 现货供应 应用:EPA525 原价:2250.00元 优惠价:1575.00元 促销时间:2012-12-03至2012-12-31 上海安谱科学仪器有限公司 地址:上海市斜土路2897弄50号海文商务楼5层 [200030] 电话:86-21-54890099 传真:86-21-54248311 网址:www.anpel.com.cn 联系方式:shanpel@anpel.com.cn技术支持:techservice@anpel.com.cn
  • 袁谷教授:ESI-MS方法鉴别环肽非对映异构体、碎裂机理及DNA识别的研究
    仪器信息网讯,2009年11月7日,由中国质谱学会有机质谱专业委员会与中国分析测试协会联合举办的“2009年中国有机质谱年会”在北京成功召开,会议为期三天,出席会议人数达300人。仪器信息网作为特邀媒体也应邀参加。   此次质谱年会为与会代表准备了丰富的报告内容,内容涉及生命科学、医学、药学、环境科学、食品安全、毒物分析中的质谱应用研究以及质谱仪器研发的新技术、新进展等。仪器信息网将进行系列报道。   北京大学化学学院的袁谷教授以手性物质为研究对象,创新地选用质谱作为分析手段进行研究。 北京大学化学学院的袁谷教授 其主要做了以下几个方面工作:ESI质谱法鉴别环肽非对映异构体、环肽质谱碎裂机理研究、环肽识别乙肝病毒发卡型DNA研究、环肽识别HIV-1双链DNA研究。课题组利用ESI-MS测定了8个4对环肽非对映异构体特征离子的相对强度,成功区别了8个异构体,同时用MS鉴别了非对映异构体混合物并确定了相对含量,建立了鉴别环肽非对映异构体混合物的标准曲线和计算方法。   研究发现:MS/MS是鉴别异构体的有用方法 环肽分子对DNA具有识别功能 质谱是分析分子间相互作用力的好方法。
  • 烟台海岸带所、海洋所等联合起草的国家标准《虾青素旋光异构体含量的测定 液相色谱法》颁布
    近日,中国科学院烟台海岸带研究所、海洋研究所研究人员等联合起草的国家标准《虾青素旋光异构体含量的测定 液相色谱法》颁布,并将于7月1日起实施。  《虾青素旋光异构体含量的测定——液相色谱法》(GB/T 38478-2021)由中国标准化研究院提出并归口承担,标准起草工作组专家主要来自烟台海岸带所、海洋所、中国标准化研究院、山东省标准化研究院、中科院过程工程研究所等单位。该标准从起草制定到颁布,历经6年,起草任务列入国家标准化管理委员会计划项目课题,由烟台海岸带所研究员秦松团队承担。  该标准主要包括八部分内容,对测定范围、原理、试剂材料、仪器设备、不同样品的提取方法和酶解与测定条件与步骤、计算方法、重复性、限量和标准图谱等进行了详细阐述与约定。标准的制定和颁布实施,将规范虾青素产品分析测定操作流程,可为国内虾青素生产企业实现标准化规模生产提供技术支撑。同时,也有利于企业与管理部门在产品质量控制管理的协调统一,使我国虾青素产品质量监督有标准可依。
  • 使用超高效合相色谱系统对环金属铱(III)配合物进行同分异构分离
    使用ACQUITY UPC2 系统对环金属铱(III)配合物进行同分异构分离 Rui Chen 和John P. McCauley 沃特世公司(美国马萨诸塞州米尔福德) 应用效益 ■ 快速分离均配铱络合物中的同分异构体,实现对物质纯化的实时监控。 ■ 在一次色谱运行操作中同时分离均配铱络合物中的同分异构体和光学异构体,实现对纯度的准确评估,而这在其他系统中需要多次色谱分离操作来完成。 ■ 可简单地从 UPC2TM 转换至半制备型超临界流体色谱(SFC),纯化目标异构体,并可以在缓和的条件下轻松地回收收集的组分,减少同分异构体的生成,从而获得有机发光二极体(OLED)设备制造所需的高纯材料。 沃特世解决方案 ACQUITY UPC2TM 系统 Investigator SFC系统 Empower&trade 3软件 ChromScope&trade 软件 ACQUITY UPC2BEH和BEH 2-EP色谱柱 关键词 铱配合物,OLED,同分异构体,面式,经式,对映体,合相色谱,UPC2 引言 有机发光二极体(OLED)应用中环金属铱(III)配合物的合成与表征引起了人们的浓厚兴趣,因为这些配合物具有很高的发光量子产率,并且能够通过简单的合成方法对配体进行系统修饰,从而对颜色进行调整。根据包围在中心铱原子的配体的类型,这些有机金属配合物可能分为均配物和杂配物。均配物和杂配物均可能存在同分异构体,这些异构体被称为经式异构体(meridional,mer)和面式(facial,fac)异构体。同分异构体具有不同的光物理和化学特性1-3,这些特性可影响OLED设备的性能和寿命以及稳定性。此外,杂配物具有光学异构性。富含对映体的配合物发出圆形的偏振光,可用于三维电子显示4。 多种异构形式为这些材料纯度评估以及理解发光设备故障机理所需的异构体的分离提出了特殊的挑战。这种挑战因为目前流行的针对这些材料的纯化方法(即升华)而变得更加复杂5-6。升华过程中,可能会发生分子内的热力学异构化。纯化过程通常生成异构混合物,而不是用于设备生产的预期单一异构体,导致性能降低。显然,开发出在温和条件下的纯化技术对减少异构化具有重大意义。 由于大部分环金属铱配合物溶解性低,目前环金属铱配合物的色谱分析方法一般采用正相液相色谱法(NPLC)。超临界流体色谱(SFC)以及更先进的超高效合相色谱(UPC2)提供了引人关注的正相色谱替代方法,从而可提高分辨率、缩短分析时间,降低有机溶剂的消耗量。在本应用纪要中,我们对三[2(2,4-二氟苯基)吡啶]铱(III)(Ir(Fppy)3)和双(4,6-二氟苯基)吡啶C2,N]甲酰合铱(III)(Flrpic)的结构采用沃特世(Waters® ) ACQUITY UPC2 进行了分离,如图1所示。将SFC用于纯化Flrpic的可行性也说明了使用Waters Investigator SFC系统的可行性。 实验 仪器:所有分析实验均在由Empower 3软件控制的ACQUITY UPC2 上进行。制备实验在由ChromScope软件控制的Investigator SFC系统上进行。 色谱柱:沃特世公司的ACQUITY UPC2 BEH和2-Ethyl Pyridine 3.0 x 100 mm,1.7&mu m色谱柱。CHIRALPAK AS-H 4.6 x 150 mm,5 &mu m,购自Chiral Tec hnologies公司(宾夕法尼亚州西切斯特)。 样品描述 样品购自Sigma Aldrich和1-Material公司。为了形成异构体,将样品置于控温箱内进行热应激,引发异构化反应。冷却至室温后,将样品溶于氯仿中,用于随后的分析操作。 结果与讨论 图2是未经处理以及经过热应激的Ir(Fppy)3 的UPC2/UV色谱图。色谱峰1与色谱峰2的质谱(未显示)相同,但紫外光谱(插图)明显不同,说明它们最有可能是面式异构体和经式异构体。标有&ldquo desfluoro&rdquo 的峰出现的原因是Ir(Fppy)3 中的一个F原子丢失。但是,两张图谱的主要差异在于峰1与峰2之间的相对比例。加热时,1/2的峰比将会增大。其可能是由热异构化过程引起的,在异构化过程中,稳定性较差的经式异构体(峰2)转化成稳定性较高的面式异构体(峰1)。图2清楚地表明,Ir(Fppy)3 的同分异构体可轻易地通过使用ACQUITY UPC2 进行分离。 图2 使用ACQUIT Y UPC2 2-EP3x100mm,1.7&mu m色谱柱得到的Ir(Fppy )3 UPC2/UV色谱图。(A)在280℃ 下处理24 小时的样品;(B)在25℃下未经处理的样品。流速为1.5mL /min;背压为2175 psi;30%异丙醇辅助溶液等度洗脱;温度为40℃。峰标记后面的数据表示以峰面积表示的每个峰的相对百分比。 图3是使用非手性固定相和手性固定相得到的Flrpic UPC2/UV色谱图。在手性柱中,Flrpic裂分为两个峰,如图3B所示。图3B中的两个峰具有相同的质荷比(未示出)和紫外光谱(插图),说明这两个峰最有可能来源于同一对对映体。与均配物Ir(Fppy)3 不同的是,杂配物Flrpic由两种不同的配体构成。这种分子对称性反过来产生了光学异构。在实际应用中,例如三维显示,具有高度的发光不对称性是很有利的。因此,UPC2 提供了一种简单的测定手性荧光化合物对映比的方法,这对于使化学结构与发光对称性相互关联是很重要的。 图3 标准级Flrpic的UPC2/U V 色谱图。(A)使用一根ACQUITY UPC2 BEH 3x100mm,1.7&mu m色谱柱;流 速为1.5mL/min,背压为1740psi,35%异丙醇等度洗脱,温度为40℃。(B)使用两根CHIRALPAKAS-H 4.6x150mm色谱柱(每根均为5&mu m)。流速为3mL/min,背压为2175psi,23%异丙醇共溶液等度洗脱;温度为50℃。 图4是在ACQUITY UPC2BEH色谱柱上得到的未经处理和经热应激的Flrpic UPC2/UV色谱图。对于经热应激的样品,会观察到一个多出的峰,如图4B所示。两个峰的质谱完全相同(结果未示出)。对紫外光谱更仔细地观察发现(如图5所示),图4B中的各个峰的紫外光谱并不相同。与图3B中所示的对映体不同,这些对映体的紫外光谱是相同的。图4B中的小峰的最大吸收波长&lambda max为245 nm,而主峰的最大吸收波长&lambda max为251nm。这些结果说明,经热应激的样品已经发生了异构化,生成了另一种同分异构体,这类似于升华过程中所观察到的一样5,6。因为总分析时间短于5分钟,UPC2 能够实现在升华后对材料纯度的快速测定,并可作为设备制造之前的质量控制方法。 图4 在ACQUITY UPC2 BEH3x100mm,1.7&mu m色谱柱上、等度洗脱(35%辅助溶剂)条件下得到的:(A)未经处理的Flrpic和(B)经热应激的Flrpic的UPC2/UV色谱图。流速为1.5 mL/min;背压为2175psi;35%异丙醇辅助溶液等度洗脱; 温度为40℃。 图5 一对Flrpic同分异构体的紫外光谱。 理论上讲,每个同分异构体均包含一对对映体。因此,我们尝试同时分离经热应激的Flrpic的四个异构体,如图4B所示。得到的紫外光谱图如图6所示。E1/E1' 和E2/E2' 是两对对映体,而E1/E2和E1' /E2' 是两对同分异构体。 图6 使用两根CHIRALPAK AS-H4.6x150mm色谱柱(每根均为5&mu m)得到的:(A)未经处理的Flrpic和(B)经热应激的Flrpic的UPC2/UV色谱图。流速为3mL/min,背压为2175psi,23%异丙醇共溶液等度洗脱;温度为50℃。 图6中的异构体分离结果超过了简单分析的结果。作为发光设备中所用的环金属铱配合物的主要纯化方法,升华会引起不利的分子内热异构化,如图2、4、6及其他图所示5-6。因此,用在设备中的是异构体混合物而不是纯物质,通常导致性能下降,寿命缩短。图6所示分离说明了超临界色谱有望替代升华成为这些材料的纯化方法。 图7是使用半制备超临界色谱得到的经热应激的Flrpic的SFC/UV色谱图。可以得到所有四种异构体的基线分离度。在50℃下,使用异丙醇作为共溶液,纯异构体可在温和的条件下进行回收,从而降低了异构体形成的可能性。应当指出的是,虽然图6B和图7都是在相同的色谱条件下获得的,但是图6B中的分离度远高于图7中的分离度。分离度的提高很大程度是由于UPC2统体积最小化,因而引起峰分散度降低。 图7 在沃特世InvestigatorSFC系统上使用CHIRALPAK AS-H4.6x150mm色谱柱(每根均为0.5&mu m)得到的经热应激的Flrpic的SFC/UV色谱图。流速为3mL /min ,背压为2175p si ,23%异丙醇辅助溶液等度洗脱;温度为50℃。阴影区域表示收集的组分。 结论 在本应用中,我们论述了使用超高效合相色谱对铱均配物Ir(Fppy)3 和铱杂配物Flrpic异构体进行的分离。对于Ir(Fppy)3 ,面式和经式同分异构体可以轻易地在5分钟以内得以分离。对于Flrpic,四种异构体,无论是同分异构还是光学异构,均要在一次分离操作中实现同时分离。 本文提出的分离方法可提升用于纯化评估的传统分析技术的水平。而纯化评估是合成、工艺和OLED设备和相关材料生产的一个分析难题之一。此外,其中的超临界流体技术也能够把UPC2 方法转换到半制备型超临界色谱仪器的制备方法,从而对目标物质进行分离。 参考文献 1. Kappaun S, Slugovc C, List EJW. Phosphorescent organic light-emitting devices: Working principle and iridium based emitter materials. Int J Mol Sci. 2008 9: 1527-47. 2. Tamayo B, Alleyne BD, Djurovich PI, Lamansky S, Tsyba I, Ho NN,Bau R, T hompson ME. Synthesis and characterization of facial and meridional tris-cyclometalated iridium(III) complexes. J Am Chem Soc. 2003 125(24): 7377-87. 3. McDonald AR, Lutz M, von Chrzanowski LS, van Klink GPM, Spek AL, van Koten G. Probing the mer- to fac-isomerization of triscyclometallated homo- and heteroleptic (C,N)3 iridium(III) complexes.Inorg Chem. 2008 47: 6681-91. 4. Coughlin FJ, Westrol MS, Oyler KD, Byrne N, Kraml C, Zysman-Colman E, Lowry MS, Bernhard S. Synthesis, separation, and circularly polarized luminescence studies of enantiomers of iridium (III) luminop. Inorg Chem. 2008 47: 2039-48. 5. Baranoff E, Saurez S, Bugnon P, Barola C, Buscaino R, Scopeletti R,Zuperoll L, Graetzel M, Nazeeruddin MK. Sublimation not an innocent technique: A case of bis-cyclometalated iridium emitter for OLED.Inorg Chem. 2008 47: 6575-77. 6. Baranoff E, Bolink HJ, De Angelis F, Fantacci S, Di Censo D, Djellab K,Gratzel M, Nazeeruddin MK. An inconvenient influence of iridium (III)isomer on OLED efficiency. Dalton Trans. 2010 39: 8914&ndash 18. 7. Sivasubramaniam V, Brodkord F, Haning S, Loebl HP, van ElsbergenV, Boerner H, Scherf U, Kreyenschmidt M. Investigation of FIrpic in PhOLEDs via LC/MS technique. Cent Eur J Chem. 2009 7(4): 836&ndash 845.
  • 沃特世和PREMIER Biosoft合作推广多聚糖数据分析软件
    强强联手应对生物制药分析的苛刻要求 盐湖城, 犹他州 - 2010年5月24日 沃特世公司(WAT:NYSE)今天宣布已经与PREMIER Biosoft国际公司(帕洛阿尔托,加州)达成协议:双方携手推广该公司的SimGlycan® 软件以及沃特世质谱分析方案,用于多聚糖和糖肽分析。根据协议,沃特世将继续销售和支持其多聚糖质谱分析方案,而PREMIER Biosoft公司则将其软件卖给将使用沃特世SYNAPTTM和XEVOTM质谱平台进行多聚糖和糖肽分析的客户。 通过利用PREMIER Biosoft的SimGlycan数据分析软件来扩展沃特世分离科学产品、质谱仪和超高效液相(UPLC® )色谱柱方案,可以帮助生物制药企业获取生物药物关键信息,这些信息对于了解该药物的稳定性和安全性至关重要。 糖基化的重要性引起了FDA法规的关注和监管 多聚糖是随蛋白质翻译后连接在生物药物如蛋白质、多肽或单克隆抗体上的支链多聚糖分子。细胞中多聚糖加成和成熟反应的最终结果是不均匀的生物药物修饰,而不同的糖基化形式可对生物药物的有效性和安全性产生不同的影响。因此确定生物药物的糖基化位点和多聚糖的糖型及数量对于评价药物的有效性和安全性是必须的,由于存在各种不同的复杂多糖结构,对分析技术提出了很高的要求。另一方面,糖基化的一致性与否通常被作为一个灵敏度很高的标志,以此来判断制药公司是否对生物药物生产过程进行了有效的控制。为此,美国食品药品监督管理局FDA和其它法规机构也提出了相应的指导原则,要求对蛋白质药物糖基化进行更为严格的控制,这将使生物制药行业针对分析技术进行更大的投入,以便更好地分析和了解复杂的生物治疗药物。 关于沃特世的UPLC多聚糖分析方案 沃特世UPLC多聚糖分析方案由ACQUITY UPLC BEH多聚糖分析专用色谱柱配合带荧光检测器的ACQUITY UPLC® 系统组成,用于分析2-氨基苯甲酰胺(2-AB)或其它荧光试剂标记的生物药物经酶处理后得到的多聚糖混合物。UPLC多聚糖分析方案提供比HPLC方案更好的分析结果,具有重现性好、分离度高、灵敏度高且分析速度快的特点,能够帮助实验室分析检测多聚糖的同分异构体(质量数相同、但保留时间不同),进行不同种类多聚糖如高甘露糖、中性以及唾液酸化的多聚糖分析,并同时对相对丰度很低的多聚糖进行分析(相对于其它多聚糖来讲)。 沃特世UPLC多聚糖分析方案配合沃特世质谱仪器使用可以对多聚糖结构进行确证。作为MS/MS数据分析的工具,SimGlycan软件可预测蛋白质分子上的多聚糖结构、对其进行评分并生成一个与得到的质谱图信息最接近的可能的多聚糖列表。SimGlycan数据库是一个巨大的包含8,553种多聚糖信息的关系型数据库,并持续不断地更新其它新发表的多聚糖信息,可支持糖肽和多聚糖分析。 关于PREMIER Biosoft国际公司(www.premierbiosoft.com ) 成立于1994年,由计算机科学家和生物学家领导,专注于制造用于生命科学研究的最尖端的直观软件。该公司的目标是研究生命科学中最新的创新型技术并将其转化为软件产品以辅助研究。 关于沃特世公司(www.waters.com ) 50年来,沃特世公司(NYSE:WAT)通过提供实用且可持续的创新,实现了全球医疗保健、环境管控、食品安全、水质监测等领域的显著进步,为基于实验室的许多机构创造了商业价值。 沃特世的技术突破和实验室解决方案开创了分离科学、实验室信息管理、质谱技术和热分析的相互组合,为客户提供了一个持久成功的平台。 沃特世公司2009年的收入达15亿美元,员工人数达5,200人;公司正在帮助全球客户推进科研进程,并为其提供绝佳的操作体验。
  • 在仿制药一致性评价浪潮中如何打赢这场“无限战争”?
    2017年12月22日和2018年3月13日,国家药品审评中心相继发布关于公开征求《已上市化学仿制药(注射剂)一致性评价技术要求》和《药物注射剂研发技术指导意见》,在仿制药一致性评价浪潮中又掀起了一波让人欢喜让人愁的巨浪。医药界的各路英雄又集结在一起医药界的“无限战争”,又要开始了。在越演越烈的一致性评价浪潮中,如何才能赢得“无限战争”?凭借着美国队长那样的坚韧意志,钢铁侠那样的精良装备以及雷神托尔那样的强大威力,破解仿制药一致性评价中的各种谜题,在注射剂一致性评价中先拔头筹?针对注射剂一致性评价工作中的难题,小编即将送出终极攻略: ▌注射剂一致性评价的最大Boss——杂质,在药物研发工作者心目中,犹如灭霸般的存在,其组成有:01有关物质重点对制剂的降解产物进行研究,包括原料药的降解产物或者原料药与辅料和/或内包材的反应产物。原料药的工艺杂质一般不需要在制剂中进行监测或说明。02异构体对于存在几何异构体和手性异构体等情况,根据产品特点和生产工艺等方面的研究,确定是否订入标准。03遗传毒性杂质根据相关文献、参比制剂的情况,通过对生产工艺、产品降解途径的分析,判断是否可能产生潜在的遗传毒性杂质,必要时进行针对性的研究,根据研究结果按照相关技术指导原则进行控制。04元素杂质根据ICHQ3D的规定,通过科学和基于风险的评估来确定制剂中元素杂质的控制策略,包括原辅包、生产设备等可能引入的元素杂质。 ▌针对“灭霸”——杂质,作为全球知名的仪器供应商——岛津制作所,早已为各位药物研发工作者准备了强力装备:01 Nexera X2系列和i-series Plus系列高性能神器,有效应对杂质分离中的各种要求,并可针对玩家不同的需要,摇身一变成为方法开发或者方法转移神器。Nexera 方法开发系统Nexerai-MT 方法转移系统02 针对有关物质的定性鉴别,对其进行全方位的分析(质谱、核磁、红外、紫外等),岛津早已为您准备了智能化杂质制备“军火库”:从制备液相色谱,到质谱引导的制备液相系统,再到可以获得单一组分的溶液/粉末的UFPLC系统/C2P系统,让您不可能错过任何一个杂质。03 众所周知,异构体杂质,可怕之处在于其强大的合体能力。然而,魔高一尺,道高一丈,获得美国匹兹堡会议金奖的NexeraUC超临界流体分析系统,高效实现异构体分析和检测,所配备的高灵敏度质谱检测器,可让您在拆分异构体Boss的同时准确对异构体进行定性定量分析。04 遗传毒性杂质早就已经被我们专业的分析专家团队所关注,岛津分析中心的应用攻城狮们早已帮您锁定目标,完善的遗传毒性杂质解决方案让您高枕无忧。05 岛津专业的光谱解决方案,高效率低维护费用的ICPMS设备,让元素杂质无所遁形。有如此多的精良装备,团灭杂质Boss,应该是各位药物研发工作者喜闻乐见的EasyJob了。不过,岛津制作所作为一个有着百年历史的分析仪器供应商,岂能仅有这点存货?针对注射液一致性评价中包材相容性分析,我们还有大招。预知后事如何,且听下回分解。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。
  • 那些年学化学给我们留下的无法磨灭的印记
    那些年学化学给我们留下的无法磨灭的印记   每次喝酒,我总是习惯性的把商标标签转到手心才安心倒酒   朋友聚餐,总是会写坩埚杏鲍菇   老板,猪血炖白菜少放点NaCl。。。   分白酒大家都习惯每倒一点都把瓶子举起至液面凹出与视线齐平,观察下少了多少....   每次开盖子,不论是茶杯盖子,开水瓶盖子,饮料瓶盖子,罐头盖子,锅盖子,所有盒子的盖子。。都要把盖子倒置放在桌上!   每次刷碗的时候都会抑制不住的想到&ldquo 既不聚集成滴,也不成股流下&rdquo   当看到双胞胎就想到同分异构体   当看到字母C先想到的总是碳   看见TCL就觉得是它写错了   做饭时油倒多了,就用筷子引流从平底锅倒回油瓶   做饭放盐:先用右手拿着勺子,左手轻拍右手手腕,把盐抖到锅里...   每次从大碗往小碗盛汤,若是没有勺子,总想用根筷子做下引流的动作。。。。   洗碗时最后一个步骤是用清水冲三次   刷某个容器,刷完用蒸馏水润洗,再用无水乙醇润洗,之后正准备吹干,发现刷的是自己的饭盒。。。   泡咖啡每次放糖的时候都让糖块顺着杯子侧壁滑下去   喝果粒橙前的摇动姿势和摇容量瓶一样   离开家、办公室的时候,在门口稍作停留,默念&ldquo 水电气风氮&rdquo ,才关门上锁离开。   看到各种东西,都习惯性地看成份,即使吃根雪糕也一样   看到各种化妆品宣传都会由衷的感谢他们用这么多花哨地方式养活了我一帮干合成苦逼同学。   无法忍受&ldquo 无任何化学添加剂&rdquo 的宣传   买衣服前先看成分,然后告诉同伴,这种材料(纤维)的热稳定性不好,不能用热水洗,而且这个材料根本不值这么多钱,没事就爱研究护肤品里的成分表,然后告诉朋友这些宣传都是噱头,有效成分排名太靠后&hellip &hellip   去药店买了瓶枇杷叶,医生说每次喝10ml一天三次,于是乎我每天在纠结10ml︶︿︶   W=Pt,这个物理公式一直记成是钨和铂是同物质   骂人喜欢说苯酚(装纯(醇))。。。   总觉得iphone4s后面应该是iphone4d iphone4p 然后才是5s&hellip &hellip   生个娃娃,取名叫吲哚或者呋喃,也是极好听的^~^
  • 唐科奇团队最新成果:蛋白分子结构精确表征重大突破,分辨率超1000的新型离子结构解析技术
    近期,宁波大学质谱技术与应用研究院唐科奇院长课题组创新地通过高分辨率FAIMS和IMS-QTOF MS联用,装置的结构分辨率较国际当前水平提升了近1个数量级,实现结构分辨率(R)超1000,为生物分子结构的精确表征提供了新的研究利器。该成果发表在Anal. Chem. 2022, 94, 16, 6363–6370(链接:https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.analchem.2c00805,Two Dimensional FAIMS-IMS Characterization of Peptide Conformers with Resolution Exceeding 1000),其中唐科奇教授、俞建成教授和高文清助理研究员为通讯作者,博士研究生李俊晖为第一作者,宁波大学质谱技术与应用研究院(高端质谱技术和临床应用浙江省工程研究中心)为第一署名单位。在研究过程中,课题组人员成功设计搭建了高分辨率的平板型高场非对称离子迁移谱(FAIMS)设备,并对FAIMS的分辨率、灵敏度、离子传输效率等重要特性进行研究,并将FAIMS平台与离子迁移谱-飞行时间质谱仪(IMS-QTOF MS)联用,搭建了超高分辨率的二维离子迁移谱质谱联用装置(FAIMS-IMS-QTOF MS)。通过一价的缓激肽离子测试表明,常规的IMS-QTOF MS仪器只能够发现4种离子异构体,而利用课题组搭建的FAIMS-IMS QTOF MS联用装置平台,结构分辨率则获得大幅度提升,可以分离20种以上的异构体。研究结果表明该装置成功获得了超1000的超高离子结构分辨率,较常规单一的FAIMS及IMS结构分辨技术提升了1-2个数量级,大幅度超过了当前国际商业化离子迁移谱质谱联用仪的结构分辨水平。该成果的成功将为生物分子结构的精确表征提供了新的利器。
  • 庆制药主题月,仪课通免费送质谱解析课程!
    我们都知道,有机质谱分析具有灵敏度高、样品用量少、分析速度快、可同时进行多组分分析等优点,广泛应用于食品、环境、石油化工、制药、生命科学、材料科学等各个领域,已经成为一种非常重要的定性定量分析方法。 质谱的定性分析是基于对质谱谱图的解析实现的,但由于有机化合物种类繁多,复杂的裂解规律不容易记忆,又缺乏解析思路和方法,因此,从实践角度了解谱图分析就显得尤为重要。拿到质谱谱图后,如何判断化合物结构?为了帮助大家解决这些问题,仪课通新上线《有机质谱谱图解析 实例讲解》课程,现时免费发放!您可以从实际案例中理解谱图解析的基本概念,以实例讲解,拿到有机质谱谱图后如何拆解分析,从而推导出化合物结构!讲师介绍王毅:工程师。长期从事色谱及有机质谱分析,具有丰富的色谱质谱实际应用经验。擅长有机质谱碎裂规律总结及质谱碎裂机理的分析,尤其是利用有机质谱裂解机理实现对异构体化合物的区分鉴别、合成化合物的结构确证、未知化合物的结构解析、有机质谱对催化反应机理的证明、色谱质谱分析方法开发、有机质谱图解析培训。曾两次组织系统性的有机质谱解析课程培训,参加学员超过百人,课程受到学员们的一致好评。曾协助中国科学院上海有机化学研究所、浙江大学、中国农业科学院、中国农业大学、北京中医药大学等高校或研究所对有机质谱数据进行分析,相关成果在高水平期刊上得以发表。多次受邀在其他平台进行有机质谱解析的课程讲解,有机质谱解析培训受到质谱学家王光辉老师的推荐,讲解内容的核心也是从如何从一张未知物质谱图推导该未知物的结构,无需很高的水平的人员也能操作,目的是促使质谱解析系统高效快捷并得到广泛应用。课程亮点1、授课讲师从事质谱分析研究十几年,具有丰富的理论和实践经验,并且进行过多次专业培训;2、课程运用大量实例,将基础知识、基本规律以及解析思路深度剖析,无保留分享,深入浅出,通俗易懂;课程领取扫描二维码添加客服好友免费领取课程!
  • 【百年传承】百年品质 | 探访最早的她,遇见最美的你
    百年安东帕前几期的内容我们已经介绍了,安东帕自1922年成立至今已经有100年的历史。今天我们一起探访目前了解到的,中国区最古老的安东帕旋光仪。小编提醒:文末有活动哦,记得参加!STORY80年代的Dr.Kernchen (现安东帕)旋光仪图为Dr.Kernchen (现安东帕)旋光仪。据了解,客户的这台旋光仪购置于1981年,比小编的年纪还要大 ,但是在老师长期精心管理和维护下,不但设备外观完好无损,而且依旧能够正常工作、提供稳定可靠的测试数据。90年代的Dr.Kernchen (现安东帕)旋光仪图为山东大学的Dr.Kernchen (现安东帕)旋光仪,这台购于九十年代的旋光仪,相较八十年代,仪器不论从外观到性能都有了很大提升。安东帕从未停止对仪器的创新,在 Dr.Kernchen 长期经验积累的基础上,安东帕MCP系列旋光仪将先进的技术、最现代的设计和出色的适用性集于一身,被广泛应用于各行各业,是制药、食品、化妆品和化工行业测量光学活性物质的完美解决方案。安东帕MCP系列高精度智能旋光仪应用实例Application药物►例如,MCP旋光仪分别研究每种对映异构体的生物特征,或者研究毒理、药理和手性之间的相关性。MCP旋光仪符合国际药典标准,并完全符合FDA所要求的21 CFR Part 11 的规定。香料► 在香水制造中,MCP旋光仪会与DMA密度计和Abbemat折光仪联合使用来测量价格不菲的香精油的纯度,以确保香水质量始终如一。淀粉►MCP旋光仪可用于淀粉及淀粉加工产品、葡萄糖或玉米糖浆(如[HFCS高果糖浆]的质量控制和纯度测定。食品调味剂► 在食品生产过程中,将MCP旋光仪和Abbemat折光仪联合使用,来测试进场原材料和成品的纯度并表征其特点。蜂蜜►MCP可以用来通过鉴别碳水化合物的组成来表征蜂蜜。蜂蜜中碳水化合物的不同光学活性还可以让我们深入了解产品的质量。优质蜂蜜的蔗糖含量较低,而葡萄糖/果糖含量较高。此外,您可以使用MCP旋光仪并按照花朵与蜜露蜂蜜具有相反的旋光度这一特性来区分这两种物质。有奖互动百年传承活动如期而至,本期我们将回馈全国范围内所有安东帕旋光仪的用户,感谢大家对安东帕产品一如既往的信任和支持。欢迎广大安东帕旋光仪用户踊跃参与!活动时间即日起至2022年4月30日互动方式以【照片或视频+文字描述+姓名+公司+手机】的格式将您与安东帕旋光仪的故事撰写成文,内容愈详愈佳。1:发送至邮箱:info.cn@anton-paar.com(以邮件的方式投稿将会收到一封确认邮件,如无收到,请重新投递。)或者2:长按下方二维码,上传旋光仪的照片或视频,文字描述,姓名,公司,手机,提交即可。奖项设置所有参与活动的用户均将获得安东帕定制礼品一份。安东帕中国总部销售热线:+86 4008202259售后热线:+86 4008203230官网:www.anton-paar.cn在线商城:shop.anton-paar.cn
  • 质谱技术在靶向蛋白组学及脂质结构分析研究进展
    p style=" text-align: justify "   美国威斯康星大学麦迪逊分校的李灵军教授在《美国质谱学会杂志》上发表了题为& quot Faces of Mass Spectrometry”的文章。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " strong 进展1: /strong /p p   本月,李教授的团队在分析化学杂志上发表了一篇文章“HOTMAQ: A Multiplexed Absolute Quantification Method for Targeted Proteomics”。 /p p style=" text-align: center " img title=" 1111111.webp.jpg" alt=" 1111111.webp.jpg" src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201902/uepic/04527389-10d7-4d2c-9392-40078abb0c71.jpg" / /p p style=" text-align: justify "   靶向蛋白组学中的绝对定量研究由于复杂背景下的低特异性、有限的分析通量及广泛的动态范围等诸多因素而具有挑战性。为解决这些问题,其课题组开发了一个混合offset-triggered多路复用绝对量化(HOTMAQ)方法。此方法结合了具有成本效益的质量差异和等压标签,能够在MS1前体扫描中同步构建内部标准曲线,在MS2水平上实时识别多肽,并在同步前体选择(SPS)-MS3光谱中对目标蛋白进行质量偏移触发的精确定量。这种方法将目标定量蛋白质组学的分析通量提高了12倍。采用HOTMAQ策略对临床前阿尔茨海默病候选蛋白生物标志物进行高精度验证。HOTMAQ的高通量和定量性能,加上样品的灵活性,使其广泛应用于靶向肽组学、蛋白质组学和磷蛋白组学的研究中。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " strong 进展2: /strong /p p style=" text-align: justify "   清华大学欧阳证和瑕瑜教授与普渡大学学者共同在《自然通讯》上发表“Online photochemical derivatization enables comprehensive mass spectrometric analyses of unsaturated phospholipid isomers” 文章。 /p p style=" text-align: center " img width=" 600" height=" 304" title=" 22222222.webp.jpg" style=" width: 600px height: 304px " alt=" 22222222.webp.jpg" src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201902/uepic/f219c925-a096-478e-a956-d221f5b56fbd.jpg" border=" 0" vspace=" 0" / /p p style=" text-align: justify "   质谱技术是脂质结构分析的主要工具,但如何在不饱和脂质中有效定位碳碳双键(C=C)以区分C=C位异构体仍是一个难题。本文通过Paterno-Buchi反应与液相色谱-串联质谱联用在线C=C衍生化,开发了大型的脂质分析平台。这为脂质C=C位异构体提供了丰富的信息,揭示了牛肝脏中200多种不饱和甘油磷脂的C=C位,鉴定出55组C=C位异构体。通过对乳腺癌患者和2型糖尿病患者血浆样本的分析,其课题组发现C=C同分异构体的比例受个体丰度的影响较小,这说明同分异构体比例可能用于脂类生物标志物的发现。 /p p & nbsp /p
  • 美国瓦里安公司举办三聚氰胺解决方案及多级质谱技术用户会
    美国瓦里安公司于2008年9月20日至9月23日在广西南宁举办大型多级质谱技术交流会暨三聚氰胺解决方案讨论培训会。针对目前市场热点问题以及震动国人的三聚氰胺事件,美国瓦里安公司快速应对推出完整解决方案。 此次会议美国瓦里安公司邀请了国家质检系统、出入境检验检测系统、中国农科院系统以及中国科学院等该领域的知名专家进行了大会报告,共同交流三聚氰胺的快速、高灵敏的检测技术以及多级质谱技术。来自食品安全领域的出入境检验检疫、产品质量检测、疾病控制与预防、农产品/水产品质量监督检测,以及环境分析、法医学分析等领域的近100名专业人员参加了此次交流研讨会。 瓦里安三聚氰胺解决方案及多级质谱技术用户会会场一角 此次会议上美国瓦里安公司发布了应对三聚氰胺及其异构体的解决方案,提供从样品前处理,仪器方法等一系列详细应对措施。 国家食品质量安全监督检验中心气相色谱室常宇文主任介绍用Varian 320-MS GC-MS/MS检测牛奶中三聚氰胺的方法 美国瓦里安公司针对此次紧急事件,提供了全方位的解决方案包括200系列气相色谱离子阱GC-MS/MS系统、300系列气相色谱串联四极杆GC-MS/MS系统、300系列液相色谱串联四极杆LC-MS/MS系统、500系列液相色谱离子阱LC-MS/MS系统,根据仪器的型号不同,实际样品的检测限量可低至20~1ppb。其中,专门的经济型三聚氰胺分析仪-Varian 210-MS,具有适合三聚氰胺以及异构体分析的进样口、色谱柱以及前处理装备等完整系列,专门用于食品企业的三聚氰胺及其他有毒有害残留成分的检验和检测。 详细信息请致电咨询美国瓦里胺垂询电话:800-820-8266。
  • 毫克级突破!icIEF-Orbitrap联用技术助力生物制药质控升级
    ~遵循电荷异构体检测法规 引领精准检测技术新趋势~近年来,蛋白类生物药受到越来越多的关注和重视,2023年美国FDA批准的新药和生物制品名单中有24种蛋白药物。抗体类蛋白药物在生产、储存和运输过程中发生的潜在变化,可能会导致产品中发生分子量、氨基酸残基的修饰、糖型等非均一性从而导致产生对应的电荷异构体。根据ICH Q6B的规定,生物制药需要对电荷异构体这种产品相关物质和产品相关杂质进行质量控制,以确保产品的安全性、有效性和一致性,满足各国药品监管机构的要求。在电荷异构体的分析检测中,全柱成像毛细管等电聚焦(icIEF)是一种不可或缺的分析手段,也是目前产品放行的法定方法。在2020版中国药典《人用重组单克隆抗体制品总论》和2025版中国药典公示稿《3129 单抗电荷变异体测定法》通则中都收录了icIEF作为电荷异构体检测的药典标准方法。AES(艾易尔斯生物)作为行业内唯一能够提供从载体两性电解质、卡柱、pI 标记物到分析型、制备型和质谱在线联机的icIEF全方面解决方案的供应商,与赛默飞强强联手共同推出icIEF-Orbitrap的联用分析解决方案,并与国内外生物制药客户合作发表系列研究成果,引领行业的发展。CEInfinite全柱成像毛细管等电聚焦电泳与Orbitrap Exploris系列超高分辨液质联用仪~应对电荷异构体分析三大难题 提升生物制药质控需求~随着监管要求的提高,药物研发阶段和某些生产控制阶段需要制备毫克级电荷异构体,以便用于肽图分析、修饰位点确定和效力测定。然而,现有的icIEF技术在制备效率低、难以获得毫克级电荷异构体和制备重现性不佳方面存在行业难题。针对这些痛点,赛默飞与AES合作带来了创新解决方案。● 应对挑战一:攻克毫克级电荷异构体制备挑战,引领制备技术新突破AES的CEInfinite平台的制备型icIEF功能,能够在无人值守的情况下实现高效且可重现的馏分收集。每次运行可自动完成足量的馏分收集,满足肽图谱分所需且能够准确定义每个馏分的间隔,实现每天20-30次的高通量操作,能够快速提供大量可重现的样品用于后续在Orbitrap高分辨质谱上完成肽图测试,为新药的快速上市和生产流程的优化提供强有力的支持。▲ 高重复性:在迁移过程中可以保持峰形,从而确保高重现性▲ 高分辨率和高纯度:pI差异0.1 的峰即可分馏制备,纯度可以做到100%▲ 高产量:制备量高达 8 μg/次,250 μg/天,4天即可获得 1 mg▲ 减少劳动力:自动化、温控,并尽量减少用户干预图1: CEInfinite采用压力推动的制备模式,可以实现液相色谱级别的稳定性和重现性图2: 离线制备 Pembrolizumab 电荷异构体图3: 制备获得的Pembrolizumab 电荷异构体的纯度确认图4: Pembrolizumab 电荷异构体中氧化修饰的信息汇总● 应对挑战二:提升电荷异构体分析的分辨率和灵敏度除了肽图分析以外,CEInfinite icIEF 与Orbitrap 超高分辨质谱仪联用的优势,包括采用 Denative MS 和Native MS 模式,实现 icIEF-Native MS 以进行各种蛋白药物进行有效分析,这种集成解决方案不仅提升了蛋白质电荷异构体分析的分辨率和灵敏度,还确保了操作的高效性和数据的合规性,为生物制药行业提供了一个先进、可靠的分析平台。▲ 高分辨率、高灵敏度的质谱分析:Orbitrap具有极高的分辨率和灵敏度,使得蛋白质电荷异构体的分离和识别更加精准,能够检测到低丰度的电荷异构体,确保在复杂样品中获得可靠的数据,有助于发现和分析低浓度的蛋白质变体,提升分析的全面性。▲ Native MS 模式:独一无二的icIEF-Native MS 的模式,能够在保持样品天然状态的情况下进行质谱分析。这对于 ADC药物的电荷异构体表征尤其重要,能够准确地分析复杂生物药物的电荷异构体,为药物开发和质量控制提供了强有力的工具。▲ 统一管控满足合规要求:变色龙软件可以统一管理 CEInfinite icIEF 和 Orbitrap 的操作,提供强大的数据处理和管理功能,能够有效存储和分析数据,并提供数据审计跟踪,可自动生成合规性文档和记录,满足行业标准和法规要求。图5: 变色龙同时控制CEInfinite icIEF 和 Orbitrap Exploris 240图6: 变色龙支持CEInfinite icIEF 的数据采集和数据处理图7: CEInfinite icIEF与Orbitrap联用在线检测NIST mAb● 应对挑战三:药物结构复杂性带来的电荷异构体分离挑战随着蛋白药物从最初单抗已经发展出了抗体偶联药物、小分子偶联药物、多肽偶联药物、抗体寡核苷酸偶联物等各种新颖的药物,这些药物结构的复杂性也给icIEF的分离带来了挑战,而只有得到很好的分离才能进入下一步的制备工作,这里面最核心就是载体两性电解液。利用AESlyte® 的载体两性电解质能够显著提高icIEF方法的分辨率,与传统载体两性电解质相比,AESlyte系列不仅具有更严格的批次间质量控制,还能够在复杂样品中实现更高的基线分辨率。另外通过优化不同的AESlyte组合以及定制化载体两性电解质,CEInfinite平台可以精确分离每个电荷异构体,从而为后续的肽图分析和质量属性研究奠定坚实基础。▲ 30 个两性电解质覆盖pH 2.5-12.0和40 个pI标记物从2.85 到 11.20。▲ 定制的两性电解质可根据要求匹配之前使用其他两性电解质的历史icIEF分析图谱。▲ 针对复杂蛋白如 ADC、双特异性抗体、融合蛋白、AAV和脂质纳米颗粒进行优化,确保结果可靠且可重复,保证长期稳定的供应。图8: 现有的载体两性电解质产线图图9: AESlyte载体两性电解液用于NISTmAb和Etanercept图10: 现有的 pI 标记物产线~提升质控需求,助力应对出海挑战~电荷异构体分析中,icIEF分析方法能满足国内外法规要求,icIEF-Orbitrap联用技术能进一步提升对生物制药的质控水平,生物制药头部跨国企业多家均配备了该套方案,以用于对生物制药中电荷异构体杂质的管控,该方案能进一步引领分析技术水平的提升,帮助国内生物制药企业应对新药出海的挑战,增强竞争力!参考文献:1. http://www.phirda.com/artilce_34778.html?cId=1&module=trackingCodeGenerator2. T. Kwok, et al. Imaged capillary isoelectric focusing tandem high-resolution mass spectrometry using nano electrospray ionization (ESI) for protein heterogeneity characterization. Analytical Biochemistry 2023, 680, 115312. doi: 10.1016/ j.ab.2023.1153123. W. Fan, et al. Integrating ultra-high-performance liquid chromatography tandem mass spectrometry and imaged capillary isoelectric focusing for in-depth characterization of complex fusion proteins. Rapid Communicationsin Mass Spectrometry. 2023, 37, e9484. doi: 10.1002/rcm.94844. T. Kwok, et al. Fractionation and online mass spectrometry based on imaged capillary isoelectric focusing (icIEF) for characterizing charge heterogeneity of therapeutic antibody. Analytical Methods.2023, 15, 411-418. doi: 10.1039/D2AY01670B5. Zhang, et al. Imaged capillary isoelectric focusing (icIEF) tandem high resolution mass spectrometry for charged heterogeneity of protein drugs in biopharmaceutical discovery. Journal of Pharmaceutical and Biomedical Analysis. 2023 224:115178. doi: 10.1016/j.jpba.2022.115178.6. X. Zhang, et al. In Depth Characterization of mAb Charge Variants with icIEFFractionation Followed by Peptide Mapping Analysis. ASMS poster,2021, PO66105.7. G. Wu, et al. Mass Spectrometry-Based Charge Heterogeneity Characterization of Therapeutic mAbs with Imaged Capillary Isoelectric Focusing and Ion-Exchange Chromatography as Separation Techniques. Analytical Chemistry 2023, 95, 2548–2560. doi: 10.1021/acs.analchem.2c050718. X. Zhang, et al. Cutting-edge mass spectrometry strategy based on imaged capillary isoelectric focusing (icIEF) technology for characterizing charge heterogeneity of monoclonal antibody. Analytical Biochemistry, 2023, 660, 114961. doi: 10.1016/j.ab.2022.1149619. Gang Wu, et al. Mass spectrometry study on SARS-CoV-2 recombinant vaccine with comprehensive separation techniques to characterize complex heterogeneity. Analytica Chimica Acta, 2024, 1297, 342348. doi: 10.1016/j.aca.2024.342349.10. X. Zhang, et al. Imaged capillary isoelectric focusing – Mass Spectrometry (icIEF- MS) online coupling for polatuzumab vedotin charge heterogeneity analysis using native MS. ASMS poster ,2024, PO25811. 艾易尔斯生物科技公众号文章:文章分享丨为您更新:icIEF领域全新进展
  • 中科院遗传发育所税光厚团队发表单细胞脂质组学综述文章
    2023年2月,中科院遗传发育所、中科脂典的相关研究人员在《Trends in Analytical Chemistry》(IF: 14.9)上发表了题为“Embracing Lipidomics at Single-cell Resolution: Promises and Pitfalls”的综述文章,总结了单细胞脂质组学当前的技术进展和瓶颈,讨论了在单细胞水平分析脂质的独特技术挑战(特别是准确的脂质鉴定和定量的重要性),并例举了单细胞脂质组学在生物学和临床医学中的潜在应用。(中科院遗传发育所王泽华博士和曹明君博士为本文的第一作者,中科院遗传发育所税光厚研究员和中科脂典技术总监Sin Man Lam博士为本文的共同通讯作者。)  1、引言  脂质作为细胞膜和细胞内细胞器(如脂滴)的主要组成部分,发挥着一系列复杂的生物物理、能量储存和信号传导功能,这些功能是细胞机制正常运转的基础。脂质代谢失调涉及多种主要疾病,包括糖尿病、心血管疾病、代谢相关性脂肪肝(MAFLD)、癌症、神经退行性疾病、传染病等。近几十年来,随着脂质组学的蓬勃发展以及分析工具/技术的改进,脂质的结构和生物学复杂性才开始被解开。  质谱(MS)是广泛用于脂质组学领域的主要分析技术,相对于其它方法,它具有更高的灵敏度、更大的选择性、更强的稳定性和更高的特异性。质谱仪的快速发展,伴随着软件和数据库的进步,使得来自不同生物样本的各种生物液体(血浆、血清、尿液、唾液、泪液、痰等)、组织和亚细胞器中的脂质能够以前所未有的分辨率进行表征。脂质组覆盖范围的扩大极大地促进了疾病生物标志物的识别、表型验证以及假设的产生,并在脂质数据分析中提出了可能的系统方法,包括功能脂质模块的构建和脂质通路分析。  脂质组学的典型工作流程和应用  经典的脂质组学给出了构成生物样本的不同细胞群的“平均”图谱,这通常需要一个器官的代表性组织样本,使得最终构建的图谱能够反映一般的生物状态。然而,取一个有代表性的组织切片,忽略了脂质的空间分布,而脂质的空间分布往往具有重要的生物学意义。例如,该研究团队先前对金线鲃属洞穴鱼和地表鱼全脑切片的定量脂质组学研究发现,洞穴鱼中的硫苷脂(髓鞘的主要脂质成分)普遍减少。基质辅助激光解吸电离(MALDI)质谱成像(MSI)进一步揭示了洞穴鱼硫苷脂缺失的区域与中缝5-羟色胺能神经元的位置相对应。因此,金线鲃个体大脑脂质的空间分布图谱有助于证明5-羟色胺能神经元的脱髓鞘是洞穴鱼攻击性行为丧失的基础。  随着光学成像和细胞内电生理学的技术创新,人们得以在单细胞分辨率下深入研究组织的生物结构,细胞异质性的普遍性变得明显起来。单个细胞与邻近细胞以及它们的原生微环境动态地相互作用和交流,最终影响由不同的单细胞脂质组(和代谢组)所反映的细胞内生物化学状态。事实上,早期组学的单细胞革命揭示了细胞异质性在无数生物环境中的普遍性。例如,单细胞蛋白质组学揭示了循环系统中肿瘤细胞表面蛋白在单细胞水平的异质表达,这些蛋白预测了对药物治疗的不同细胞反应,而随着疾病的进展,患者体内这些相同蛋白的平均表达并不能确定真正的治疗效果。在这篇综述中,作者讨论了单细胞水平的脂质组学革命如何从早期的组学开始,揭示细胞内以脂质为中心的见解,以及其潜在的应用和独特的技术挑战。  2、单细胞脂质组学的新兴技术  与单细胞基因组学和单细胞转录组学相比,单细胞脂质组学(和代谢组学)提供了最接近实际表型的数据信息。脂质组学与代谢组学的区别主要在于其关注非极性疏水代谢物,这些代谢物需要不同的提取和分析方案(例如需要不同的溶剂系统)。与信号可以扩增数百万倍的单细胞转录组学不同,高灵敏度对于单细胞脂质组学至关重要。此外,脂质在细胞内和细胞外的不同作用使细胞脂质组具有动态性和多功能性,这需要在采样时极度谨慎和快速,以便收集的细胞能够反映其原始状态。  2.1 单细胞的取样  经典脂质组学侧重于批量分析,以最小化组内的异质性,而单细胞脂质组学则侧重细胞间的差异。因此,收集技术应努力保持细胞异质性,并尽量减少来自邻近细胞和细胞外基质的污染。许多现有的样品处理或细胞分离策略可以扩展到单细胞脂质组学的采样中,包括膜片钳、微量移液、流式细胞荧光分选(FACS)和微流控单细胞阵列等。这些采样技术有其独特的优势和技术瓶颈,应根据组织或细胞类型的性质以及要解决的生物学问题逐案考虑选择。例如,倾向于成团粘附和/或对操纵敏感的细胞在采样过程中可能表现出较高的细胞死亡率,这会混淆数据并导致生物学错误解读。通常,非粘附细胞,如循环中的各种类型的血细胞,更易于进行高通量单细胞处理。组织的细胞外基质(ECM)的组成以及细胞分布各不相同,因此需要获得单分散细胞的优化方案,例如机械切割、酶解或这些方法的组合。特别是,与正常组织相比,病变组织(例如纤维化组织)可能具有明显不同的解离动力学,因此,优化分离方法以确保收集单分散、完整和有活力的细胞用于单细胞脂质组分析是非常重要的。  膜片钳通常用于研究神经元、肌肉纤维和心肌细胞等易兴奋细胞,其优势是在相对原生状态下对细胞进行采样,通常来自新鲜的组织切片。然而,在膜片钳辅助的单细胞脂质组学分析中,在不破坏细胞膜的情况下分离完整的细胞是特别具有挑战性的。例如,使用膜片钳从灌注的小鼠大脑切片中捕获单个神经元细胞体不能完全保存轴突和相关终端的完整性,这可能会影响所得到的单个神经元脂质组数据。考虑到质膜是单细胞脂质组的重要组成部分,在单细胞分离过程中对质膜的损伤对单细胞脂质组分析尤为不利。此外,细胞损伤可能触发膜修复过程,这改变了原生细胞脂质组的特征,并混淆了下游分析。  如果谨慎操作,精密微量移液管可以获得完整的细胞,但它的低通量低且相对耗时,因此更适合于感兴趣的稀有细胞类型的取样。  FACS可将具有不同表型的单个细胞(由特定蛋白质(抗体)的荧光强度定义)排序到用户预定义的特定血管和缓冲液中,以实现相对高通量的单细胞分离,该方法错误率较低(低于1/100),且细胞质膜通常保持完整。FACS的一个主要缺点是需要大量的细胞(超过10,000个),因此不适合分离数量少的稀有细胞类型。悬浮细胞的要求也意味着细胞在采集样品之前不处于其原始状态,单个细胞的空间位置丢失。如果使用非质膜荧光标记物来标记细胞,则需要验证瞬时孔形成对特定质膜脂质和细胞内代谢产物的影响。  微流控装置包括使用阀门、油滴或纳米管对单个细胞进行微型分隔。基于液滴的策略可能不适合单细胞脂质组学,如果单个细胞的包封是在油滴中完成的,这干扰了下游的脂质分析。油包裹的水滴为下游单细胞脂质组学提供了更好的选择,但是在去除油相期间需要谨慎,以获得相对清洁的液滴内细胞提取物用于下游分析。虽然微流控芯片的处理量高,对原料数量的要求较低,但其后的样本处理通常是在现场进行,这限制了 MS 在选择脂质提取方案进行下游分析时的灵活性。此外,有效的脂质提取需要使用有机溶剂,例如氯仿和甲基叔丁基醚(MTBE) ,这些溶剂与大部分用于制造纳米芯片的塑料材料不太相容。  基于探针的电喷雾电离(ESI)也经常用于单细胞采样,这涉及使用直径足够小的探针尖端以插入单细胞(~3-9μm)。提取溶剂连续输送以进行原位代谢物提取,随后将提取物引导到质谱仪中进行直接分析。然而,这种取样策略不能确保每个细胞的完整质膜被输送到下游分析。质膜包括全细胞中一半的磷脂和90%的总胆固醇和鞘磷脂含量,基于探针的采样可能会导致单细胞脂质组学的大量信号损失。  与限制脂质提取程序选择的微流控芯片和基于探针的取样相比,激光捕获显微切割在为下游分析选择样品处理方案方面有更高的灵活性。微解剖的单细胞的空间信息被保留。然而,该方法事先必需用福尔马林或乙醇固定细胞,以确保在显微切割过程中划定单细胞边界时的形态清晰度,而在此过程中脂质和小分子代谢物会大量丢失。此外,即使事先固定,整个细胞的完整性也往往得不到保留,这也使得这种技术不太适合收集单细胞用于下游的脂质组学研究。  无论采用何种细胞采集策略,采集后都应立即对分离的单个细胞进行淬灭和灭活,以停止酶活性并尽量减少细胞脂质的人为改变。    单细胞脂质组学技术  2.2 单细胞脂质的获取  拉曼光谱具有非破坏性和非侵入性的优点,允许进行原位分析,在捕获单个细胞在其自然状态下的脂质方面具有优势,但其无法在分子水平上破译精确的脂质结构,这大大限制了其脂质覆盖范围。而MS由于在区分脂质异构体方面的卓越灵敏度和特异性,已成为单细胞脂质组学中的主要分析技术。除了结构解析,基于MS的方法还允许检查单个细胞内的空间和亚细胞脂质定位,如通过C60二次离子质谱(SIMS)分析海蜗牛Aplysia单个神经元上脂质的异质性分布。尽管与 MALDI-MS 相比,SIMS 的灵敏度较低,但其能够获得亚微米的横向分辨率,由于探针尺寸的限制,其横向分辨率限制在10μm。利用簇离子源的SIMS技术还具有更柔和的电离动力学,有助于检测完整形态的脂质,空间分辨率通常在100nm至1µm之间。  在各种基于MS的技术中,MSI方法在取样细胞的原生微环境方面具有选择性优势,并能保留对生物推断有用的空间信息。目前已经开发了图像引导的单细胞器MALDI-MSI,用以比较来自Aplysia的致密核心囊泡和透明囊泡中脂质含量差异。尽管 MALDI-MSI 具有诸多优点,但是它存在共采样的缺点,即从相邻的细胞产生混淆信号。一些脂质对 MS 扫描过程中可能出现的环境干扰很敏感,通常需要至少一个小时或更长时间才能完成组织切片的检查。此外,MALDI-MSI 单细胞分析也容易因离子抑制而降低灵敏度。最后,精确的脂质定量仍然是 MSI 方法中的一个主要技术挑战,因为同位素内标与内源性脂质均匀混合以进行标准化在技术上是具有挑战性的。  荧光成像在灵敏度以及空间/时间分辨率方面优于基于MS的方法,使其在单细胞成像中具有潜在的用途。然而,基于荧光的技术在单细胞脂质组学中的应用受到其脂质组覆盖范围的限制。在自然界中很少有脂质和小分子代谢物表现出自身荧光,这就需要使用荧光探针。与基于MS的方法不同,亲脂性染料通常可以标记特定的某一类脂质,但无法区分同一类脂质中具有不同酰基链组成的单个脂质种类,或不同的脂质异构体。另一方面,脂质的荧光标记极大地改变了脂质的生化性质,如有些脂质被优先分配到不同的膜微区中,而与荧光基团是在头基还是酰基链上引入无关。因此,目前的脂质荧光染料缺乏特异性,这限制了荧光光学成像在单细胞脂质组学中的更广泛应用。  虽然单细胞取样和基于质谱的技术革新已经实现了单细胞脂质组学分析的可能性,但仍存在一些技术瓶颈,包括:脂质覆盖面相对较窄(通常只有不到一百个具有高置信度的脂质) 缺乏准确的结构鉴定 缺乏可靠的定量数据 以及对单细胞水平的分析可重复性验证不足。为了解决这些技术瓶颈并推动该领域的发展,必须采用新技术来更好地描述细胞的异质性,并以更高的精度和更大的定量准确性来阐明其生物学意义。  3、单细胞脂质组学的技术瓶颈  3.1 迫切需要高覆盖率、准确的识别和定量测量  单细胞脂质组学的一个最终目标是构建单个细胞的精确脂质组图谱,以揭示细胞间的差异。即使在对大量的生物样本进行研究的经典的脂质组学中,与转录组水平的变化相比,具有生物学意义的脂质水平的定量变化通常较小。这使得准确的定量对于解读单细胞水平上微妙但有意义的脂质变化尤为重要。单细胞脂质组学的定量也具有相当大的挑战性,因为脂质的内源丰度会有很大的变化。一个细胞中内源性脂质的高动态范围意味着,在一个特定的样品浓度下,不是所有的脂质都能落入质谱检测器的线性范围。虽然这在大部分脂质组学中通常通过在另一个样品浓度下的额外进样检测来解决,但这又为单细胞脂质组学增加了另一个难度,因为来自单细胞的样品材料数量往往是有限的。内源性脂质丰度的巨大差异也需要色谱系统从其内源性丰富的对应物中有效分离微量脂质,以尽量减少离子抑制,提高次要脂质物种的敏感性,并扩大分析物的覆盖范围。重要的是,为了在单细胞脂质组学中进行准确的脂质定量,应加入稳定的同位素内标。如果没有适当的内标来归一化内源性信号,校正来自不同类别的脂质或携带不同酰基链的同一类别脂质的离子响应变化,产生的单细胞脂质组数据很容易出现错误。  基因组几乎整个区域都可以测序和注释,而仅基于MS/MS数据却很难最大限度地确定高置信度的脂质结构。这一瓶颈部分是由于自然界中脂质结构异构体的广泛存在,其中一些异构体在缺乏专门的预处理(如化学衍生)的情况下很难分离。例如,单个TAG的甘油主链被酯化为三个脂肪酰基链,从而为每个分子式产生无数脂肪酰基链组合。此外,不同脂质类别的结构异构物可能会使脂质鉴定过程更加复杂,例如双(单酰基甘油)磷酸酯(BMP)和磷脂酰甘油(PG),以及半乳糖神经酰胺(GalCer)和葡萄糖神经酰胺(GluCer)等。幸运的是,这些结构异构体中的一些物质在色谱上是可区分的。因此,适当的前期色谱分离的应用极大地促进了某些脂质结构异构体的准确识别和定量,从而实现了更大的脂质覆盖。  虽然脂质组学是组学家族中一个较年轻的分支,但在过去二十年中,它的发展速度很快。基于常规高效或超高效液相色谱(流速为100-1000μL/min)并结合质谱(HPLC/UPLC-MS)的各种经典脂质组学方法已被开发用于多种生物样品。近年来,基于微流量(流速为10-100μL/min)的LC-MS方法获得了更高的灵敏度,并能够以更少的起始材料(例如≈20-1000个细胞)实现全面的脂质代谢。可以想象,通过减小柱直径和流速进一步缩小色谱分离的规模可以提高分析物浓度,从而提高检测灵敏度。因此,基于纳米流(即流速1μL/min)的超灵敏脂质组学方法有望在单个细胞内实现亚微米级的脂质检测和定量。然而,迄今为止报道的纳米流方法的脂质覆盖率仍然相对较低,通常只覆盖一到两个主要类别的脂质,如PCs、PEs和/或TAGs,或者没有适当的结构标识。仅基于一级质谱分析的分子式水平的结构鉴定会导致不准确和低灵敏度,这极大地影响了单细胞脂质组学的分析范围和质量。因此,在单细胞脂质组学能够在基础生物学和转化医学中发挥更大作用之前,通过精确的结构鉴定和精确的定量分析来扩大脂质的有效分析范围是必不可少的。离子迁移率-质谱仪在脂质鉴定中的应用将碰撞截面(CCS)引入到脂类鉴定中,增加了m/z、保留时间和MS/MS谱图上的另一个维度的信息,有望增强单细胞脂质结构鉴定的可信度。  目前,单细胞脂质组学方法大多是低通量的,因此,与早期的单细胞组学研究相比,通常分析的细胞种类要少得多。鉴于与基因组/转录组相比,细胞脂质组的生物学动态范围要大得多,因此,在单细胞脂质组学实现更大速度和更高容量分析之前,建立健全可重复的方法、设定正确的技术基准和构建可靠的单细胞参考脂质组数据库至关重要。    基于LC-MS的单细胞脂质组学的不同模式  3.2 数据分析  正确分析大型数据集是从各种组学技术中收集有用的生物学见解的先决条件。由于单细胞脂质组学仅处于发展的早期阶段,尚未建立系统的数据分析体系。针对海量数据定制的方法通常不直接适用于单细胞数据。这是因为大量数据分析中的分布假设经常不成立,原因是单细胞数据集拥有更高的噪声和稀疏度,存在固有的额外异质性。目前,单细胞脂质组学的出现在某种程度上加剧了在分析和解释脂质组学数据方面的瓶颈。鉴于目前在单细胞脂质组学中脂质覆盖方面的局限性,在单细胞脂组学分析中收集生物学相关的途径改变之前,需要在单细胞脂肪组学的采集和数据分析方面进行长期努力。  4、单细胞脂质组学的生物学和转化前景  在过去的十年里,由于分析化学的技术创新和各种组学技术的出现,生物化学从传统的系综测量转向单分子测量。传统的集合分析可能导致静态异质性,当分子集合包含在观察期内保持稳定或变化不够快的亚群体时,就会出现这种异质性,从而导致“没有明显变化”的误导性结论。生物事件的平均分析数据不会捕捉到与整体行为不同的分子。同样,在任何细胞群体中,细胞间的差异总是不同程度的存在,基于整个群体的批量测量不能完全描述单个细胞的完整表型。通过在种群和单细胞水平上同时进行表型分析,可以破译潜在的有意义的生物学偏差,从而为很多生物学问题提供新的研究方向。  4.1 发育与细胞谱系追踪  多细胞生物体从一个受精卵发育成一个由不同细胞类型和器官系统组成的复杂组织,整个过程被记录在细胞谱系树中,它概述了在发展成多细胞生物体的过程中,从单个母细胞到其不同分支后代的细胞转换。目前已经开发了各种工具来构建单个生物体的细胞谱系树,但大多局限于绘制有限数量的克隆种群。细胞谱系树对于科学家解开生命的错综复杂的工程,以及加深我们对生物体发育、器官生成以及疾病进展和发病的理解非常重要。通过拼凑生物体内单个细胞的发育轨迹,单细胞谱系追踪以前所未有的细节捕捉到整个发育过程中不同的细胞命运,这扩展了我们对细胞分化机制、细胞异质性以及细胞间发育潜力差异的理解。  考虑到生物体的单个细胞携带着由DNA编码的相同的遗传物质,人们通常认为不同的细胞命运是由单个细胞中基因在空间和时间上的差异表达决定的。虽然乍一看,与单细胞转录组学相比,单细胞脂质组学与单细胞谱系追踪的相关性可能不那么直观,但许多科学证据阐明了脂质代谢在决定细胞命运中的作用。例如,脂肪酸氧化产生的乙酰COA是组蛋白乙酰化的前体,组蛋白乙酰化改变染色质结构,从而调节DNA对转录机制的可及性。在不对称细胞分裂过程中,脂筏(富含胆固醇的膜微域)的不对称遗传也被认为是胶质母细胞瘤子细胞不同治疗耐药的基础。真皮成纤维细胞中存在由不同种类的鞘磷脂组成的不同的脂类构型,这触发了不同的转录程序,进而驱动细胞间异质性的不同细胞状态的建立(例如,纤维形成或增殖)。因此,单细胞脂质组学可以增加另一个维度的有用信息,以识别不同细胞命运的分子控制。  4.2 了解肿瘤异质性  构成肿瘤块的细胞是异质性的,在基因表达、细胞代谢、运动性、增殖率以及转移潜能方面具有不同的形态和表型特征。这种现象被称为肿瘤内异质性,它延伸到不同的肿瘤(即肿瘤间异质性),可由遗传和非遗传因素共同引起。肿瘤的异质性可能在一定程度上解释了为什么癌症在临床上仍然难以攻克。研究肿瘤的异质性,特别是增殖能力和转移的来源,将有助于确定新的治疗靶点,以及指导免疫治疗和药物筛选。细胞间脂质代谢的差异对各种癌症的生长和预后有重要影响,如单个胰腺导管肾上腺癌细胞的脂质组学分析观察到胰腺癌特异性脂质代谢失调,这可能是由于介导脂质合成的关键酶ATP柠檬酸裂解酶表达减少所致。单细胞脂组学在加深我们对肿瘤异质性的理解方面有很大的希望。  4.3 剖析对疾病的免疫反应  除癌症外,传染病和新陈代谢疾病也是对公众健康的主要威胁。哺乳动物的免疫系统保护宿主免受各种病原体的入侵。构成宿主免疫系统的免疫细胞表现出巨大的细胞多样性,可以根据各种刺激进行动态调整。例如,对不同严重程度的新冠肺炎患者的单个外周血单核细胞进行scRNA-seq检测,发现存在一种具有增殖和代谢活性的自然杀伤细胞亚群,其代谢活动与疾病的严重程度呈正相关。有趣的是,这一亚群的自然杀伤细胞显示出神经鞘脂代谢的增强,这突显了单细胞脂质组学从以脂质为中心的角度阐明单个免疫细胞对新冠肺炎感染的差异反应的潜力。除感染性疾病外,对从人胰岛分离的单个细胞的scRNA-seq分析表明,在1型糖尿病患者中存在免疫耐受的胰腺导管细胞亚群。这一导管细胞亚群的转录特征类似于耐受性树突状细胞(即缺乏CD80和CD86),导致免疫耐受和抗原呈递时的T细胞抑制。值得注意的是,单细胞分析显示胰腺β-细胞的基因特征与抗谷氨酸脱羧酶(GAD)滴度相关。与GAD水平相关的基因通路富集丰富分析包括许多脂代谢途径,如鞘磷脂代谢和磷脂酰肌醇信号系统。虽然在这些研究中没有进行单细胞脂质组学,但上述结果强调了单细胞中的脂代谢对于破译不同疾病背景下宿主免疫反应的代谢基础的重要性。    单细胞脂质组学的应用  结束语  单细胞脂质组学的发展仍处于起步阶段,我们相信随着该领域的发展,将会有更多的生物学和临床应用。技术突破彻底改变了我们研究生物学的方式,其标志是从整体分析过渡到专注于单分子和单细胞。随着我们以更高的分辨率检查生物结构,细微的差异被揭示出来,这可能会为新的研究方向铺平道路,从而为生物学和临床医学中长期存在的问题提供独特的见解。
  • 布鲁克:累计实现600台timsTOF质谱装机 蛋白组学是重要增长点
    近日,第四十一届J.P.摩根大会召开,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。仪器信息网对部分科学仪器行业头部企业的业绩表现和战略重点进行了摘录,以飨读者。  布鲁克(BRUKER)  Bruker 首席执行官 Frank Laukien 表示,公司预计 2022年第四季度的有机收入将实现中高个位数增长,报告的收入将超过华尔街的普遍预期。分析师平均预计第四季度收入为 6.664 亿美元。 他补充说,公司预计 2023 年有机收入将实现3.6%的同比增长,收入约25亿美元。(数据未审计,仅供参考)  Laukien 强调,布鲁克的蛋白质组学业务是一个特别重要的增长动力,并预测“蛋白质组学将迎来一个非常重要的十年”。 他提到蛋白质组学在生物制药中的“作用越来越大”,并补充说生物制药研究现在占公司收入的 15% 到 16%,而过去几年里这一比例不到 10%。 过去一年,美国生物制药一直是布鲁克业务增长最快的部分,呈现两位数的高增长。 截至 2022 年底,布鲁克已安装了600 多台 timsTOF 质谱仪,这些仪器已成为蛋白质组学研究人员最喜欢的仪器。  Laukien 还强调了 Bruker 正在不断扩展其空间蛋白质组学产品组合,特别指出了其 Canopy Biosciences 子公司的 CellScape 空间单细胞蛋白质组学平台,以及去年与 AmberGen 合作推出的 MALDI HiPLEX-IHC 组织成像系统。 他介绍到,公司去年售出了 20 多套 HiPLEX-IHC 系统。  Laukien 还讨论了布鲁克对瑞士蛋白质组学公司 Biognosys 的投资,布鲁克最近收购了该公司 80% 以上的股份。 Bruker 正在为 Biognosys 提供资金以在美国开设一个实验室,这笔投资将帮助 Bruker 从研究人员和行业团体那里获得业务,他们可能不具备自己操作公司质谱仪的专业知识或人员。 Biognosys 目前的年收入约为 1500 万美元,布鲁克预计该公司未来几年将实现两位数的增长。  布鲁克2022年新产品新技术、市场动态大事记  2月,布鲁克推出首款基于timsTOF技术的MPP系统,丰富高通量药物筛选平台。其具有 MALDI 的极快速度和久经考验的稳健性,并且在 HTS 中首次利用了布鲁克创新的捕获离子迁移谱 (TIMS) 技术。TIMS 通过利用分子碰撞截面实现等压线甚至异构体的快速气相分离。这与常规的 50000 质量分辨率和 QTOF-MS 检测相结合,可在 HTS 速度下实现革命性水平的特异性测定。timsTOF MPP 具有双 MALDI / ESI 离子源和布鲁克专利的smartbeam 3D激光技术,可实现与 uHTS 兼容的速度和高通量,并提供独特的基于激光的后电离技术 (MALDI-2 )选项以扩大化合物检测空间。作为 timsTOF MPP 解决方案的一部分,新的 MALDI PharmaPulse 2023 软件支持用于高通量药物筛选的应用。其自动化接口可实现与来自不同供应商的通用调度软件包协同工作。此外,MPP 2023 可将数据和结果无缝传输到下游分析软件,例如 Genedata Screener。  4月,布鲁克宣布收购大气压DART(实时直接电离)技术的创新者IonSense公司,用于加快DART离子源技术的开发,以及加大在应用市场的应用开发投入,包括食品安全和法医学领域。  5月,继收购DART后,布鲁克又一大动作进军工业领域!布鲁克和TOFWERK AG宣布建立战略合作伙伴关系,以提供高速、超灵敏的应用和工业分析解决方案,同时布鲁克对TOFWERK注入了新资本。布鲁克最近收购的实时直接分析(DART)技术与TOF-MS技术融合产生的新型业务机会分析解决方案也在开发计划中。  6月,ASMS2022期间,布鲁克推出DART-EVOQ质谱组合产品,是一款结合了原位电离源(DART)的三重四极杆质谱仪。通过引入用于高通量定量的DART-EVOQ 三重四极杆质谱仪,将实验室内外的质谱分析能力扩展到点对点高效分析。DART-EVOQ 不需要色谱分离来进行食品/饮料、法医、工业、安全、环境和制药等领域的分析。  6月,布鲁克宣布了组织和肿瘤微环境(TME)空间多组学的重要创新。继布鲁克与 AmberGen 建立战略合作伙伴关系后,MALDI HiPLEX-IHC 质谱成像增强了关键性蛋白分析功能。布鲁克还宣布推出了用于 timsTOF fleX 系统的 smartbeam 3D MALDI 光源的 microGRID 模块。  6月,布鲁克公司推出新的 timsTOF HT 系统,进一步拓展了革命性的 4D-多组学 timsTOF 平台。timsTOF HT 采用新型第 4 代 TIMS(trapped ion mobility separation,捕集离子淌度分离)XR cell 和14 位 Digitizer,可实现更宽动态范围、更深的肽段覆盖率和更准确的定量分析。该系统在 4D 血浆、组织蛋白质组和表观蛋白质组学中表现出色。  2022年布鲁克在蛋白质组学、生物制药等领域进行了多项关键收购和商业投资,可以说是动作频频,基于此,2022年仪器信息网特别采访了布鲁克道尔顿中国区掌门人何磊,与他进行了深入的交谈。点击了解  不仅如此,2022年,布鲁克推出timsTOF HT(High Throughput)系统,直面蛋白成像的难题与挑战。可以说,布鲁克基于timsTOF持续进行着技术创新,并努力拓展蛋白质组学应用研究的边界。在此背景下,仪器信息网特别采访了布鲁克道尔顿中国区组学与制药应用经理刘先明,与他就timsTOF平台的里程碑产品技术、4D-蛋白质组学技术以及蛋白组学成像技术难点、未来发展趋势等话题进行了深入的交流。点击了解
  • 气质百川 | 遂心“快”意 LPGC-MS助力农残快速分析
    农药的使用在农业生产中发挥了积极的作用,但是随着农药使用量和使用年限的增加,农药残留问题逐渐加重,不仅污染农作物和食品进而影响人体健康,其对大气、水体及土壤等生态环境的破坏也越来也严重。在食品安全和环境保护等各类指标中,农药残留量已成为重要的检测指标,世界各国针对农药残留的法规也日趋严格。 农残检测需求增多,同时分析周期又长,因此对于日益繁重的检测任务来说,快速且高通量的分析方法备受期待和青睐。岛津GCMS NX系列搭载LPGC,在显著缩短运行时间的同时保持了较高的分离效率,为农残分析提供快速、简单、可靠的解决方案。 什么是低压GC-MS(LPGC-MS)?LPGC-MS是一种通过利用MS真空来降低分析柱中压力,同时使用限流柱来维持柱头压力从而缩短分析时间的一种技术。 LPGC-MS对质谱仪的要求由于分析时间缩短,与传统的GC-MS方法相比,分析物之间的出峰时间更近,因此质谱需要足够快的采集速率以检测快速洗脱的分析物,同时又要保证采集质谱数据的准确性。岛津GCMS NX系列提供高达20,000 u/s 的扫描速度,同时ASSP(高速扫描控制)技术对四极杆偏置电压进行了优化从而确保碎片离子的相对强度不会在快速出峰的窄峰上(与传统方法相比)从一个点到另一个点发生显著变化,这不仅保证了可以获得足够多的数据点保持灵敏度,也保证了质谱的保真度,有助于谱库匹配进行化合物识别的准确性。 LPGC-MS的优势◆ 显著缩短分析时间:8 min即可完成上百种农残分析◆ 样品通量大:色谱柱样品承载量提高,同时分析周期缩短,日均样品量增大◆ 集成传输线:缩短系统稳定时间、减少背景干扰,提高灵敏度◆ 操作简便:色谱柱一体化设计,避免漏气的同时简化色谱柱更换操作 LPGC-MS快速分析农残应用实例◆ 实验内容以110种农药混标为研究对象,并与岛津Smart农药数据库的标准方法(标准GC色谱柱SH-I-5Sil MS 30 m × 0.25 mm × 0.25 μm)和传统快速GC-MS方法(SH-I-5 Sil MS 20 m × 0.15mm × 0.15 μm)进行对比,结果见下图1,最晚出峰的溴氰菊酯在标准柱、快速柱和低压柱上的出峰时间分别为35.4、21.1和7.7 min,可见LPGC-MS仅需要的8 min的总分析时间即可完成整个分析,相比标准柱和快速柱分别显著减少了80%和65%的总分析时间,大大提升分析效率。图1 低压、快速和标准色谱柱分析110种农药混标的TIC图。注:红色星号标记了最晚出峰的溴氰菊酯的位置 进一步比较GCMS在低扫描速度1,438 u/s 和高扫描速度20,000 u/s采集的数据(下图2),如图2a和2b所示两种扫描速度下获得的色谱峰强度相当,由于ASSP技术可以在高扫描速度下保持了获得质谱图的准确性,进而也就保证了与NIST等谱库匹配进行化合物识别的准确性。图2c和2d显示两种扫描速度下得到的胺菊酯异构体的质谱图几乎相同,在与NIST谱库进行匹配两个质谱图的相似性得分均超过了85%。图2 农药标液在1,438 u/s和20.000 u/s采集速度下的对比图。注:(a)农药混标在1,438 u/s和20.000 u/s的TIC图(b) 联苯菊酯和胺菊酯异构体的提取离子流图,浅色线是1,438 u/s速度采集,深色线是20.000 u/s速度采集(c和d)1,438 u/s和20.000 u/s的采集速度下胺菊酯异构体的质谱图 ◆ 关联仪器 GCMS-QP2020 NX 本文内容非商业广告,仅供专业人士参考。
  • 离子液体柱——脂质组学中分离脂肪酸的气相色谱柱
    编者注:傅若农教授生于1930年,1953年毕业于北京大学化学系,而后一直在北京理工大学(原北京工业学院)从事教学与科研工作。1958年,傅若农教授开始带领学生初步进入吸附柱色谱和气相色谱的探索 1966到1976年文化大革命的后期,傅若农教授在干校劳动的间隙,系统地阅读并翻译了两本气相色谱启蒙书,从此进入其后半生一直从事的事业&mdash &mdash 色谱研究。傅若农教授是我国老一辈色谱研究专家,见证了我国气相色谱研究的发展,为我国培养了众多色谱研究人才。 第一讲:傅若农讲述气相色谱技术发展历史及趋势 第二讲:傅若农:从三家公司GC产品更迭看气相技术发展 第三讲:傅若农:从国产气相产品看国内气相发展脉络及现状 第四讲:傅若农:气相色谱固定液的前世今生 第五讲:傅若农:气-固色谱的魅力 第六讲:傅若农:PLOT气相色谱柱的诱惑力 第七讲:傅若农:酒驾判官&mdash &mdash 顶空气相色谱的前世今生 第八讲:傅若农:一扫而光&mdash &mdash 吹扫捕集-气相色谱的发展 第九讲:傅若农:凌空一瞥洞察一切&mdash &mdash 神通广大的固相微萃取(SPME) 第十讲:傅若农:悬&ldquo 珠&rdquo 济世&mdash &mdash 单液滴微萃取(SDME)的妙用 第十一讲:傅若农:扭转乾坤&mdash &mdash 神奇的反应顶空气相色谱分析 第十二讲:擒魔序曲&mdash &mdash 脂质组学研究中的样品处理 前言   作为代谢组学的重要分支之一,脂质组学(Lipidomics)的研究对象是生物体的所有脂质分子,并以此为依据推测其它与脂质作用的生物分子的变化,进而揭示脂质在各种生命活动中的重要作用机制。脂质组学是总体研究和这些疾病有关的脂质化合物,找到昭示这些疾病的生物标记物。   前一篇讲述了脂质组学研究中的样品处理技术,一般情况下样品处理后可以直接用鸟枪法进行质谱分析,但是如果是一个成分复杂的系统,就要进行分离,可以用气相色谱、液相色谱、薄层色谱或毛细管电泳,本文介绍代谢组学研究中使用离子液体色谱柱分离脂肪酸的气相色谱方法。 1、基本情况   由于脂质分子是不挥发性的化合物,同时有些脂质分子受热易于降解,所以在脂质组学研究中使用气相色谱有些困难,逊色于薄层色谱和液相色谱。如果使用气相色谱进行衍生化是必须的步骤,但是很多情况下衍生化会丧失脂质分子种类特点的结构信息。但是由于气相色谱以其对异构体的高分离能力、高灵敏度、便于进行定量分析的能力,它仍然是脂质组学分析中的有力工具。通常气相色谱用于分析某些类别的脂质,可以获得很高的分离度和灵敏度,所以经过很特殊的萃取、用TLC 或 HPLC与分离、再经衍生化是用气相色谱进行脂质组学研究的基本方法。用气相色谱可以很灵敏地检测许多类别的脂质,如脂肪酸、磷脂、鞘脂类、甘油酯、胆固醇和类固醇。分析高分子量的化合物,必须使用高柱温,甚至需要400 C,近年Sutton等配置了高温气相色谱-飞行时间质谱,这一系统可以进行高分子量化合物(m/z达1850),进行在线质谱分析温度达430℃,这样的系统适合于长链脂质的分析。   近年把离子液体用作气相色谱固定相,用以分离脂质混合物,特别是脂质的异构体。Delmonte等讨论了脂肪酸顺反异构体的分离问题,一些单不饱和脂肪酸的几何和位置异构体可以得到很好的分离。使用这一方法对18:1 FFA的各种异构体可以分离出10个单独的峰,此后使用这一方法分析了人头发、指甲等实际样品,因此建议使用离子液体毛细管色谱柱分析全脂肪酸或脂肪酸甲酯,这种固定相适合于脂质组学,得到更多脂质分子的种类信息。(刘虎威研究组,Anal Chem, 2014, 86, 161&minus 175) 2、室温离子液体作气相色谱固定相   室温离子液体,是指室温或接近室温时呈液态的离子化合物,一般由体积相对较大的有机阳离子(如烷基咪唑盐、烷基吡啶盐、烷基季铵盐、烷基季膦盐)和相对较小的无机或有机阴离子如六氟磷酸根([PF6]-)、四氟硼酸根([BF4]-)、硝酸根(NO3-)、三氟甲基磺酰亚胺([{CF3SO2}2N]-)等构成。离子液体,早期称作熔盐,在一战时期(1914)发现的第一个室温离子液体为乙基季胺硝酸盐。第一个使用熔盐作气相色谱固定相的是Barber(1959年),他利用硬脂酸和二价金属离子的盐(锰、钴、镍、铜和锌盐)作气相色谱固定相,测定了烃类、酮类、醇类和胺类在156℃下的保留行为,具有特点的是用锰的硬脂酸熔盐作固定相可以很好地分离&alpha -甲基吡啶和&beta -甲基吡啶,而使用相阿皮松一类固定相则完全不能分离。1982年 Poole等研究了乙基季胺硝酸盐作气相色谱固定相的保留行为,发现这一固定相可在40-120℃范围内使用,是一种极性强于PEG20M 的具有静电力和氢键力的极性固定相,适于分离醇类和苯的单功能团取代衍生物,而胺类与固定相有强烈的作用,不能从色谱柱洗脱出来。就在这一年 Wilker 等报道了首例基于1-烷基-3-甲基咪唑为阳离子的室温离子液体,研究了它们的合成方法和在电化学中的应用。此后Armstrong等在1999年首先将六氟磷酸 1-丁基-3-甲基咪唑 ([BuMIm][PF6] ) 及相应的氯化物([BuMIm][Cl] )用作气相色谱固定相 ,通过分离烃类、芳香族化合物、醛、酰胺、醚、酮、醇、酚、胺及羧酸类化合物 ,发现离子液体固定相具有双重性质:当分离非极性物质或弱极性物质时表现为非极性或弱极性固定相 当分离含有酸性或碱性官能团的分子时 ,表现为强极性固定相,并测定了[BuMIm][PF6]和[BuMIm][Cl]色谱固定相的麦氏(McRynolds)常数。之后的几年里Armstrong等进行了一系列有关室温离子液体作气相色谱固定相的研究,奠定了室温离子液体固定相在实际中应用的基础。此后人们竞相研究室温离子液体用作气相色谱固定相的问题,最近两年由于Supelco公司承袭了Armstrong研究团队的研究成果,把室温离子液体固定相商品化,出现了几种性能优越的室温离子液体毛细管色谱柱,就促使许多研究者使用商品室温离子液体柱,分离一些复杂的难分离的混合物,因而也大大促进了离子液体气相色谱固定相的广泛使用。(傅若农,化学试剂,2013,35( 6): 481 ~ 490) (1).室温离子液体气相色谱固定相的特点   室温离子液在许多领域得到了广泛的应用,如有机合成溶剂、催化剂用溶剂、基质辅助激光解析/电离质谱的液体基质、萃取溶剂、液相微萃取溶剂、毛细管电泳缓冲溶液添加剂等,此外它们在分析化学领域得样品制备、分离介质中也得到充分的应用,气相色谱固定相是应用最多的一个领域。所以能得到如此广泛的应用是因为它具有许多特殊的性能,联系到气相色谱固定相,它们非常适应毛细管色谱柱的多方面要求: (a) 蒸汽压低   气相色谱固定相在使用温度下具有很低的蒸汽压是必要条件,室温离子液体具有很低的蒸汽压,它们能很好地满足气相色谱固定相的这一要求,例如现在使用较多的1-丁基-3-甲基咪唑二(三氟甲基磺酰)亚胺([C4mim][NTf2])的蒸汽压见下表1,从表中数据看出在在不到180℃下蒸汽压不到1 mm Hg柱,这完全符合气相色谱固定相的要求。 表1 [C4mim][NTf2]在不同温度下的蒸汽压 温度/℃ 蒸汽压/P× 102 (Pa) 184.5 1.22(0.92 mmHg柱) 194.42.29(1.72 mmHg柱) 205.5 5.07 (3.8 mmHg柱) 214.4 8.74 (6.6 mmHg柱) 224.4 15.2 (11.4 mmHg柱) 234.4 27.4 (20.5 mmHg柱) 244.3 46.6 (35.0 mmHg柱) (b) 粘度高   室温离子液体的粘度高,适合于气相色谱固定相的要求,而且在较宽的温度范围内变化不大,因为粘度低会影响色谱柱的分离效率和寿命,因为气相色谱固定相在温度升高时趋向于降低粘度使液膜流动,造成膜厚改变,降低柱效,甚至液膜破裂降低柱寿命,室温离子液体的黏度比一般溶剂高很多,例如二乙基咪唑二(三氟甲基磺酰)亚胺在20℃的粘度为34cP,n-己基-3-甲基咪唑氯化物在25℃的粘度为18000 cP,所以离子液体的粘度一般比传统溶剂高1到3个数量级 。 (c) 湿润性好   要使毛细管色谱柱的柱效提高,就要把固定相涂渍成一层均匀、牢固的薄膜,这样固定相对毛细管壁要有很好的湿润性,室温离子液体正好具备这样的特性,它们的表面张力在 30 到 50 dyne/cm 之间,例如1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐,1-己基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐,和1-辛基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐分别为44.81, 39.02, 和 35.16 dyne/cm,这样的表面张力正好可以让固定相溶液湿润并铺展在未经处理的石英毛细管内壁上 。 (d)热稳定性好   大家都知道色谱柱的保留性能稳定性和柱寿命都与固定相的热稳定性有关,室温离子液体气相色谱固定相的热稳定性自然是十分重要的关键性能,离子液体的热稳定性随其阴阳离子的不同有很大的差异,离子液体的阴离子具有低亲和性及共轭键时(如三氟磺酸基,三氟甲基磺酰亚胺阴离子)就有很高的热稳定性,反之具有亲和性强的阴离子(如卤素基)其热稳定性就不好,一般像二烷基咪唑类离子液体固定相在220&ndash 250℃之间稳定,具有长烷基链的季鏻基离子液体可以在335&ndash 405℃之间稳定,Anderson等研究了双阴离子咪唑和双吡咯烷鎓基离子液体的热稳定性。极性强的室温离子液体气相色谱固定相(比如商品名为SLB-IL 111)的热稳定性虽然比不上二甲基硅氧烷的好,但是要比强极性固定相(氰丙基聚硅氧烷)的热稳定性要好,可是它的极性要比后者高,因而在分离脂肪酸甲酯的能力要大大优于后者。从图1可以看出商品离子液体柱SLB-IL82的热稳定性大大优于一些常用的极性固定相。 图1 几种离子液体色谱柱和常规固定相色谱柱热稳定性的比较 (e) 极性高   固定相的极性是极为重要的关键指标,目前表示固定相极性的有Mcrynolds常数,和Abrham溶剂化参数,离子液体的极性也仍然使用这两种方法表示,McReynolds常数是于120℃下以10种典型化合物测定所研究固定相的保留指数差(△I) ,用五种典型化合物(苯、正丁醇、2-戊酮、硝基丙烷和吡啶)的保留指数差(△I)之和来表示固定液的极性。Abraham表征固定相的方法是使用多种具有特殊作用力的标样来表征固定相和溶质 n-电子对及&pi -电子对作用能力、与溶质的静电和诱导作用能力、与溶质的氢键碱性作用能力、与溶质的氢键酸性作用能力、与溶质的色散作用能力。表 2 是几种商品离子液体固定相的极性,从表中数据看出,室温离子液体的极性要比极性最强的TCEP(1,2,3-三(2-氰乙氧基)丙烷)还要高,这样在分离脂肪酸甲酯和石油样品分析中就有特殊的用途。 表 2 几种商品离子液体固定相的极性 商品色谱柱 组成 McRynolds 极性(P) 相对极性数(p.N.)* SLB-IL 111 1,5-二(2,3-二甲基咪唑)戊烷二(三氟甲基磺酰基)亚胺 5150 116 SLB-IL 100 1,9-二(3-乙烯基咪唑)壬烷二(三氟甲磺酰基)亚胺4437 100 TCEP 1,2,3-三(2-氰乙氧基)丙烷 4294 94 SLB-IL 82 1,12-二(2,3-二甲基咪唑)十二烷二(三氟甲基磺酰基)亚胺 3638 82 SLB-IL 76 三(三丙基鏻六氨基)三甲氨(三氟甲基磺酰基)亚胺 3379 76 SLB-IL 69 未知 3126 70 SLB-IL 65 未知 2834 64 SLB-IL 61 1,12-二(三丙基鏻)十二烷-(三氟甲基磺酰基)亚胺-三氟甲基磺酸盐 2705 61 SLB-IL 60 1,12-二(三丙基鏻)十二烷二(三氟甲基磺酰基)亚胺(柱表面去活) 2666 60 SLB-IL 59 1,12-二(三丙基鏻)十二烷二(三氟甲基磺酰基)亚胺 2624 59 SupelcoWax 100%聚乙二醇 2324 52 SPB-5MS 5%二苯基/95%二甲基)硅氧烷 251 6 Equity-1 100%聚二甲基硅氧烷 130 3 *相对极性数=(Px x 100)/ PSLB-IL 100= McRynolds 极性乘以100再除以SLB-IL 100的 McRynolds 极性 (McRynolds 极性指标是上世纪60年代中期研究建立的一种气相色谱固定相极性量度指标,近半个世纪一直在使用,W O McReynolds.J Chromatogr Sci,1970,8:685-691) 几种离子液体色谱柱的结构和性能见表3 表3:几种离子液体色谱柱的结构和性能 3、几种商品离子液体色谱柱在脂肪酸甲酯分离中应用举例,见表4 表4 离子液体色谱柱在脂肪酸甲酯分离中应用 1 SLB-IL111 奶油中的脂肪酸 使用200m 长的SLB-IL111色谱柱可以很好地分离奶油中的脂肪酸,包括顺反和位置异构体 1 2 SLB-IL 82 和 SLB-IL 100 水藻中的脂肪酸 这两种商品离子液体柱用于分离水藻中的脂肪酸,具有很好的选择性和低流失,可以得到详细的脂肪酸分布,这是一种分析各种脂肪酸的色谱柱。 一维:聚二甲基硅氧烷 二维:SLB-IL 82 和 SLB-IL 100 2 3 SLB-IL100 鱼的类脂中反式20碳烯酸顺反异构体的分析 用60m长色谱柱可把C20:13和C20:11异构体得到基线分离,分离因子1.02,分离度1,57 3 4 SLB-IL111 分离16碳烯酸顺反异构体和其他不饱和脂肪酸 如果不使用SLB-IL111柱就不可能发现岩芹酸(顺式-6-十八碳烯酸),可以把cis-8 18:1和cis-6 18:1基线分离。证明岩芹酸在人的头发、指甲和皮肤中是内源性脂肪酸。 4 5 SLB-IL111 分离脂肪酸顺反异构体 SLB-IL111 可以很好地分离cis-,trans-18:1和 cis/trans 共轭异构体脂肪酸 5 6 SLB-IL100 牛奶和牛油中的脂肪酸顺反异构体 使用全二维GC,把离子液体柱用作第一维色谱柱 一维:SLB-IL100 二维:SGE BPX50 (50% 苯基聚亚芳基硅氧烷 6 7 SLB-IL 100(快速柱) 生物柴油中的脂肪酸甲酯(C1-C28) SLB-IL100是极性很高的固定相,可以排除样品中的饱和烴的干扰,减少了样品处理难度,免去使用全二维GC。 7 8 SLB-IL100 分离C18:1, C18:2, 和 C18:3顺反异构体 SLB-IL100是极性很高的固定相,可以很好地分离不饱和脂肪酸顺反异构体,优于二丙氰聚硅氧烷色谱柱 8 9 SLB-IL111 SLB-IL100 SLB-IL82 SLB-IL76 SLB-IL61 SLB-IL60 SLB-IL59 评价7种商品离子液体固定相分离37种脂肪酸甲酯的分离性能 IL59, IL60, 和 IL61三种色谱柱性能近似,不能分离C18:1脂肪酸的顺/反异构体,所有的色谱柱度可以基线分离C18:2 顺/反, C18:3 n6/n3, 和 C20:3 n6/n3异构体,IL82柱以5℃/min程序升温,可以把实验的37种脂肪酸甲酯分离开 9 10 SLB-IL59 SLB-IL60 SLB-IL61 SLB-IL76 SLB-IL82 SLB-IL100 SLB-IL111 用7种商品离子液体固定相分离脂肪酸甲酯的及和异构体 除去IL60柱以外所有色谱柱上对饱和脂肪酸的洗脱温度,随它们的极性降低而增加,当固定相极性增加是它们的等价链长急剧增加。还研究了脂肪酸甲酯在这些色谱柱上Abraham 的保留能量线性关系 10 11 SLB-IL111 使用强极性离子液体色谱柱快速分离食用油中的反式脂肪酸 使用强极性薄液膜细内径离子液体毛细管柱(75 m × 0.18 mm i d , 0.18 &mu m)快速分离食用油(例如奶油)中的反式脂肪酸 11 12 SLB-IL111 使用强极性离子液体色谱柱分析食用油中顺反式硬脂酸 在120℃柱温下可以分离所有cis-C18:1位置异构体,把柱温提高到160℃可以分离反-6-C18:1 和 反-7-C18:1异构体 12 表中文献 1 Delmonte P, Fardin-Kia A R, Kramer J K G,et al, Evaluation of highly polar ionic liquid gas chromatographic column for the determination of the fatty acids in milk fat [J].J. 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  • 葛瑛团队利用自上而下质谱法揭示新冠病毒刺突蛋白受体结合域的结构 O-糖型异质性
    仪器信息网讯 据WHO官网数据显示,截至2021年8月6日,新型冠状病毒(SARS-CoV-2)已致全球2亿人感染,425万人死亡,这是本世纪最为严重的全球公共性卫生事件。  刺突蛋白(Spike, S)是病毒表面重要的标志蛋白,是一种三个相同亚基以非共价键结合成同源三聚体 同时刺突蛋白存在多个N-糖基化位点,糖基通过共价键与蛋白相连组成糖蛋白,而大量糖基的存在则可通过糖基化改变蛋白质分子的空间结构而封闭或破坏抗原表位,从而抑制机体产生免疫应答,对病毒起到保护作用。刺突蛋白的序列主要包括N端结构域(N-Terminal Domain,NTD)、受体结合结构域(Receptor Binding Domain,RBD)、融合肽段(Fusion peptide,FP)、2段七肽重复序列(Heptad Repeat,HR)、中央螺旋(Central Helix,CH)、连接域(Connector Domian,CD)、跨膜结构域(Transmembrane Domain,TD)等。  SARS-CoV-2通过高度糖基化的刺突蛋白(Spike, S)上的受体结合域(RBD)与人受体蛋白血管紧张素转换酶(ACE2)结合,进而入侵人体细胞,因此刺突蛋白糖基化在改变病毒结合/功能和感染性方面起着关键作用。然而由于传统自下而上糖蛋白组学方法分析完整糖型面临挑战,因此在刺突蛋白受体结合域(S-RBD) 上揭示新O-聚糖的分子结构和聚糖异质性仍是个难题。  基于此,2021年7月,威斯康星大学葛瑛教授团队在《美国化学会志》(Journal of the American Chemical Society, JACS)上发表了最新的成果,题为“Structural O‑Glycoform Heterogeneity of the SARS-CoV‑2 Spike Protein Receptor-Binding Domain Revealed by Top-Down Mass Spectrometry”。该研究利用自上而下蛋白质组学方法,提供了刺突糖蛋白不同O-糖型的高分辨率蛋白质解析图,为揭示其 O-聚糖的功能作用奠定了强大的分子基础。这种蛋白质解析方法可用于揭示新出现的 SARS-CoV-2 S-RBD 变体以及其他O-糖蛋白的结构O-糖型异质性。  该工作中,研究人员通过利用捕集离子淌度 (TIMS)-四极杆飞行时间质谱法和超高分辨率傅里叶变换离子回旋共振质谱法解析了完整的 O-聚糖蛋白型的完整结构。自上而下的 TIMS-MS/MS 分离 S-RBD 的蛋白质构象异构体以揭示其气相结构异质性,而自上而下的 FTICR-MS/MS 提供深入的糖型分析,以明确识别聚糖结构和他们的糖基。  该工作内容首次在结构上阐明了总共八种O-糖型及其相对分子丰度。该发现表明,这种自上而下的混合质谱分析方法可以提供S糖蛋白的不同 O-糖型的高分辨率蛋白质型解析图,这为揭示其 O-聚糖的功能作用奠定了强大的分子基础。这种蛋白质型解析方法可用于揭示新出现的 SARS-CoV-2 S-RBD 变体以及其他 O-糖蛋白的结构 O-糖型异质性。  研究团队: https://labs.wisc.edu/gelab/  葛瑛教授
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