超高分辨显微学

【预约试拍】超高分辨显微镜在神经科学中的应用（四）

【预约试拍】超高分辨显微镜在神经科学中的应用（三）

用户可以使用微球显微镜（超高分辨率显微镜）通过光学方式检查样品，获得由裂缝或灯丝桥引起的纳米级故障。用户还可以检查样品是否符合预期尺寸、形状以及它们的图形/布局，并保留光学显微镜的所有优势——快速、样品无损、全真彩色。

本文译自Werner等科学家在美国化学学会会刊（ACS)上发表的一篇综述，比较详实系统介绍了超高分辨率显微技术在神经科学上的最新应用进展。我们在此文基础上进行了编译整理。因文章较长，我们将分期陆续介绍。本期介绍第一部分。

力显智能现已发布的超高分辨率显微成像系统 iSTORM，成功实现了光学显微镜对衍射极限的突破，使得在20纳米的分辨率尺度上从事生物大分子的单分子定位与计数、亚细胞及大分子复合物结构解析、生物大分子生物动力学等的研究成为现实，从而给生命科学、医学等领域带来重大突破。

本文译自Werner等科学家在美国化学学会会刊（ACS)上发表的一篇综述，比较详实系统介绍了超高分辨率显微技术在神经科学上的最新应用进展。我们在此文基础上进行了编译整理。因文章较长，我们将分期陆续介绍。本期介绍第一部分。

通过SMAL技术对此类样品进行研究以提供超高的分辨率可带来许多好处。除了提高分辨率外，还可以提供额外的颜色信息充分揭示亚衍射级所保留的精细细节。此功能是SMAL技术所独有的

采用Thermo ScientificTM Ultimate 3000 RSLC超高效液相色谱(UHPLC)和基于Orbitrap高分辨质谱技术的Thermo ScientificTM Q ExactiveTM高分辨质谱，结合组学分析软件SIEVE和统计学软件SIMCA对不同香型的白酒进行了组学研究，利用多元统计分析建立了一种快速、准确、客观地鉴别白酒香型的新方法，并对找到的标志物进行了鉴定。相较于目前常用的感官分析法，质谱方法更加地客观，也更容易量化形成统一的标准。

1）常压到中压的操作环境，极大简化了样品制备的方法，无需昂贵的导电靶板（如ITO导电玻璃），极大的节约了成本；2）能够获得 5 μ m的高空间分辨率，全景呈现了分析物在组织中的分布和细微差别，可用于单细胞质谱成像分析；3）激光束和离子流的同轴设计解决了高空间分辨率和低采样量之间的矛盾；4）具有独立开发的用于高分辨质谱成像的数据分析处理软件；5）与Thermo Scientific™ Q Exactive™ 系列质谱仪兼容，实现未知化合物的准确鉴定。

本应用报告采用Agilent 1260 Infinity SFC 超临界色谱和结合iFunnel 技术的Agilent 6550 QTOF 超高分辨质谱系统建立对植物性食品中多种农药残留快速筛查的检测技术。本研究基于Agilent 高分辨数据库(PCDL) 的数据分析功能，利用精确质量及超临界色谱分离技术快速实现了植物性食品中潜在多极性农药的筛查分析，其中精确高分辨质荷比全扫描技术可以有效满足处理多组分的数据的同时提取和鉴定的需求，超临界色谱则可从分离上兼顾农药从极性强到非极性强的广泛极性范围分布特点，同时SFC 作为一种环保绿色分离技术也将成为经典色谱分析的有益补充。

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]。ThermoObitrap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（SVSEIQLMHNLGKHLNSMERVEWLRKKLQDVHNF，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 DrugAdministration，FDA）批准的抗骨质疏松性骨折的骨合成药物。

要想认识高分子材料的微观结构和性能，获得其高分辨率三维成像至关重要。Thermo Scientific Apreo VolumeScope的一大亮点，就是在其SEM的真空室内设置了一个超薄切片机，在对材料试样进行自动化连续切片的同时完成高分辨率电镜原位成像，即SBF-SEM。后续的SEM图像重构则会生成相应的高分辨率三维数据集，以便进行进一步的分析。我们以滤膜和共混物为例，提供这两种高分子材料的数据采集示例。

LTQ Orbitrap 系列超高分辨液质联用系统使用赛默飞专利的线性离子阱及高分辨质谱技术 Orbitrap，实现多级质谱，超高质量精确度，分辨率，动态范围和灵敏度。Q Exactive 系列超高分辨液质联用系统将共轭双曲面的四极杆质量分析器与具有超高分辨率和质量精度的 Orbitrap 检测技术相结合，提供正负切换扫描功能，优异定性和高分辨定量能力。

采用 Thermo Scientific? Q Exactive? 组合型四极杆 Orbitrap 质谱仪及相关组学软件，开发的基于脂质轮廓谱的食品组学辨别实用植物油分类的方法。在食品组学中，高分辨质谱为研究表征功能蛋白与活性小分子物质群提供了有力技术手段。

• Thermo Scientific Q Exactive 高分辨准确质谱是食品组学研究中表征功能蛋白与活性小分子物质群的有力技术手段；• SIEVE 与 LipidSearch 软件为食品组学中小分子组学研究的信息处理提供了高效的解决方案。

牛津仪器Asylum Research的Cypher作为目前世界上最高分辨率的快速扫描AFM，空气环境中，在轻敲模式下首次实现了这种常规材料的原子分辨率成像。

1）常压到中压的操作环境，极大简化了样品制备的方法，无需昂贵的导电靶板（如ITO导电玻璃），极大的节约了成本；2）能够获得 5 μ m的高空间分辨率，全景呈现了分析物在组织中的分布和细微差别，可用于单细胞质谱成像分析；3）激光束和离子流的同轴设计解决了高空间分辨率和低采样量之间的矛盾；4）具有独立开发的用于高分辨质谱成像的数据分析处理软件；5）与Thermo Scientific™ Q Exactive™ 系列质谱仪兼容，实现未知化合物的准确鉴定。

采用超临界色谱技术(1260 Infinity Analytical SFC) 和超高分辨质谱技术(iFunnel 6550 QTOF) 建立了128 种多农药残留筛查检测技术，高精确质量测定及软件数据处理系统为多农药同时快速分析提供了解决方案，同时iFunnel 技术保障优异的测试灵敏度；超临界色谱SFC 及Rx-SIL 色谱柱为多组分分离提供的有效的方案，其分离选择性与传统LC 具有极大的互补性，并且分析平衡速度快(10 min)，节省溶剂，低碳环保，SFC 作为质谱入口技术，与强有机相溶剂完全兼容，样品前处理之后可直接上样。

Model 2062DP 是目前商业化的高分辨率衍射光栅光谱仪，这款焦距2m的C-T 式光谱仪，可以按照最大220mm宽度的大块光栅，光栅旋转角度可以超过70度，以允许按照Double Pass光路， 这种DP 结构可以将光谱分辨率提升1倍，同时保持数值孔径或F/no 不变.

通过应用Q Exactive四极杆-静电场轨道阱串联高分辨质谱系统，大大提高了体内代谢物的鉴定和结构确证的效率，简化了仪器操作和数据解析的流程。通过精准的一级高分辨全扫描、数据关联MS/MS扫描以及正负切换扫描，全面采集可能代谢产物的高分辨质谱数据，分别采用MS和MS/MS精确质量数对代谢物进行定性筛查和结构确证。Q Exactive的超高分辨率和精确的质量数测定功能，大幅减少了假阳性结果，提升整体的数据结果质量。MetWorks代谢物鉴定软件中的MMDF功能有效滤除基质中的信号干扰，从多维角度对痕量代谢组分进行自动筛查。对24hr、48hr、72hr采集的人体尿样中的乌头碱及其代谢物进行鉴定，共鉴定出近50种代谢产物，即使在服药3天后依然能检出14种代谢物。所采用MS和MS/MS数据关联扫描，使得一次进样同时获得高分辨一级和二级质谱数据，用于代谢产物研究。Q Exactive的特异性和灵敏度也使其成为兼具优异的同时定性和定量功能，成为最佳的体内或体外代谢物研究的全能高分辨质谱平台。

光子晶体样品的显微角分辨谱光子晶体是指具有光子带隙（PhotonicBand-Gap,简称为PBG）特性的人造周期性电介质结构，有时也称为PBG光子晶体结构。光子晶体具有能带特性，其不同方向的光学性质不同，呈现各向异性。研究光子晶体材料的光谱性质必须使用角分辨设备。 复享显微共焦角分辨光谱仪是微纳光子结构研究领域的重大突破，它能够针对微小样品进行角度分辨光谱测量，是研究微纳光学结构、光子晶体纳米纤维的利器。复享为您提供两种规格的配置，一种介于商用显微镜，另一种基于定制显微镜。使用定制显微镜，可以达到更加宽泛的光谱范围，该设备是目前在显微角分辨光谱测量领域唯一的成熟商业化设备。

利用Orbitrap超高分辨质谱得到高精度的一级质谱信息来分析完整胰岛素，从而绕开胰岛素不容易产生碎片离子的问题。此外，对于胰岛素这一类大肽段类分析物，合适的色谱分析条件也尤为重要，我们使用ProSwiftRP-4H整体柱获得了极佳的分析效果。

超分辨率荧光显微成像技术在活细胞成像中的应用

本应用报告采用Agilent 1260 Infinity SFC 超临界色谱和Agilent 6540 QTOF 超高分辨质谱系统建立对医药产品中聚合物土温80 (Tween80) 的分析技术。本研究基于Agilent QTOF 精确质量及超临界色谱分离技术快速实现了医药产品中土温80 分析，其中精确高分辨质荷比全扫描技术可以有效发掘土温80 中不同聚合度(n=17?32) 的存在形式和分布方式，超临界色谱则可解决反相色谱C18 分离困难的问题，利用正相分离机理有效的实现了不同聚合度土温80 的分离测试，同时SFC 作为一种环保绿色分离技术也将成为经典色谱分析的有益补充。

仪器： Dionex UltiMate 3000超高效液相色谱仪色谱柱：Thermo Scientific Hypersil Gold aQ （100× 2.1 mm，1.9 μ m）流动相：A为水相：0.1%甲酸水，B为有机相：乙腈仪器：Thermo Q Exactive Focus四极杆-静电场轨道阱高分辨串联质谱离子源参数：HESI Spray voltage: +3.5 KV Sheath Gas Pressure: 40 arb Aux Gas Pressure: 10 arb Capillary Temp: 300℃ Heater Temp: 350℃

在本工作中，我们使用ProSwift RP-4H色谱柱来实现胰岛素的色谱分离，获得非常好的效果。由于胰岛素含有3对稳定二硫键，因此采用选择反应监控时其碎片离子特异性不高，而使用Orbitrap超高分辨质谱用高精度的一级母离子信息来进行定量则能取得更好的定量效果。在胰岛素样品的前处理上，我们可以使用MSIA ® 高度自动化的免疫富集方案，使得高灵敏度，高特异性和高通量可以兼得。

在本申请说明中，将描述拉曼显微光谱的空间分辨率、其一般定义和评估方法。双空间过滤（DSF）系统，JASCO NRS-5000/7000系列拉曼显微光谱仪的标准功能，也将进行解释。关键词：拉曼，拉曼显微镜，双空间过滤，空间分辨率，衍射极限，NRS-4100，NRS-5100，NRS-5200，NRS-7100，NRS-7200

Thermo Scientific™ Q Exactive™ GC 组合型四极杆 Orbitrap 质谱仪是一款全新的台式质谱，致力于将气相色谱（GC）的高分离能力Orbitrap 高分辨精确质量数（HR/AM）能力完美结合。高质量数精度的质谱仪（MS）对于复杂基质下的目标化合物和非目标化合物测量非常关键，在进行化合物识别和确认时，对于提高测量结果的可靠性也非常关键。对于前者，获得稳定高质量数精度可以使用相对较窄的质量数提取窗口，充分利用该仪器的质量数解析能力优势；对于后者，提供足够准确的测量化合物质量数，允许化学家可靠预测元素组成和同位素比，以识别物质的化学结构。结果证实，在使用 Q Exactive GC 质谱仪的高分辨率时，即使在很宽的浓度范围和复杂化学背景下，也能获得出色且稳定的质量精度。

本文使用高分辨双聚焦磁式质谱仪DFS（德国，不莱梅），TR-DIOXIN-5MS对废气提取液样品中17种二噁英的含量的检测方法进行了气相色谱质谱方法开发及条件优化。二噁英同系物共210种，我们选择17个二噁英单体进行双柱保留时间定性，和同位素稀释法二级内标法定量。净化方式选择多层硅胶柱净化。色谱柱选择：TR-DIOXIN-5MS 60*0.25mm*0.25um，固定相为5%苯基-95%甲基聚硅氧烷，RH12-ms 60m*0.25mmID，进样方式采用不分流进样，质谱分辨率R 10000（10% 峰谷定义）。实验表明：在高分辨双聚焦磁质谱分辨率R 10000的情况下，废气提取液样品的干扰还是比较严重，同时要在色谱分离进行科学的选择和优化，才能避免不同样品带来的基质干扰，做到准确定性定量。优化后的色谱质谱方法完全适合废气样品中的二噁英的分析，结合同位素的二级内标法，经过标准参考物质的验证，能够带来准确的样品数据和低含量二噁英的准确检出。

本文利用岛津超高效液相色谱-四极杆飞行时间串联质谱仪，建立了化妆品中214种风险物质的鉴别和确认方法。使用LabSolutions insight 建立了200余种风险物质的高分辨二级质谱库，根据保留时间及精确质量数进行鉴别，并使用二级质谱库及典型二级碎片离子丰度比进行确认。10 ng/mL浓度的两种基质加标样品（柔肤水、护肤霜），以溶剂标液进行定量计算，超过70%的化合物回收率在50-120%之间。该方法可用于化妆品中风险物质的快速筛查。