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质谱沙龙第十三期活动报道

来源:分析测试百科
摘要:2008年10月26日下午,质谱沙龙第十三期活动在中国食品发酵研究院会议室举行。首先由发酵研究院的林峰介绍发酵院的一些基本情况。发酵研究院主要的部门有:食品工程研究发展部、发酵工程研究部、酿酒工程技术研究发展部、标准和信息技术研究发展部、食品质量检测部五个事业部。人体内45种氨基酸定量检测和肠内外营养然后由......

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2008年10月26日下午,质谱沙龙第十三期活动在中国食品发酵研究院会议室举行。会议有来自二炮总医院、朝阳医院、北大医学院、北医三院、空军总医院、中科院植物所、中科院过程工程所、AB公司等老朋友,还有来自岛津公司、摩尔美康实验室、安贞医院等新朋友。

首先由发酵研究院的林峰介绍发酵院的一些基本情况。发酵研究院是国资委下中轻集团下属的央企,前身隶属于轻工业部。发酵研究院主要的部门有:食品工程研究发展部、发酵工程研究部、酿酒工程技术研究发展部、标准和信息技术研究发展部、食品质量检测部五个事业部。林峰所在的蔡木易副院长的课题组属于发酵事业部,主要从事食源性肽的工业化开发,具体来说是利用一些天然的蛋白原料,比如大豆蛋白、玉米蛋白、海洋鱼皮胶原蛋白、鱼肉蛋白,变废为宝,做成一些可以食用的、具有特殊功能的肽,也利用质谱的方法对肽进行深入研究。


人体内45种氨基酸定量检测和肠内外营养

然后由二炮总医院的李鹏飞老师做题为《人体内45种氨基酸定量检测和肠内外营养》的报告,这是跟AB公司合作开发的方法,李老师谈了一些方法开发的体会。首先,李老师介绍了开发氨基酸定量检测方法的意义,尤其是临床方面的意义。在结果分析方面,主要介绍了氨基酸和相关疾病尤其是代谢类疾病之间的关系,比如肾脏类疾病,肝性脑病、神经系统疾病,以及氨基酸和静脉营养方面的关系等;单独就一种氨基酸如牛磺酸来说,它也具有很多临床意义。然后,介绍了以前的一些氨基酸测定方法及其原理,比如:氨基酸分析仪、HPLC带柱前衍生、HPLC配合其它的方法。但这些方法的问题是:无法区分某些氨基酸,如Asn/Glu-Gln,Thr/Ser,Gly/Ala,Iie/Leu,柱后衍生的温度比较高,检测时间较长。在新生儿筛查中,可通过测定十几种氨基酸对新生儿进行评价。还有一种CIL的同位素内标记物来检测。

iTRAQ试剂标记流程

李老师在AB公司仪器和试剂的基础上,开发了新型的检测方法。即利用iTRAQ试剂和45种氨基酸混合物的标准品,25分钟内测定样本中的45种氨基酸。在实验中,李老师也探索了一些条件,比如用十二烷基磺酸钠沉淀蛋白;采用正亮氨酸做内标校正系统误差;不能用全血,而是抽完全血半小时后离心,先分离出血浆,再沉淀蛋白;上清液转移到缓冲溶液用115试剂标记,最后吹干后把114标记的标准品加入,再进行LC-MS/MS检测;在LC-MS/MS检测时的技巧是分段扫描。这种方法的特点是:同时检测氨基酸种类更多(45种);方法更为快速、简便(25分钟);准确度更高(同位素内标)。另外,对于亮氨酸、异亮氨酸、别亮氨酸、正亮氨酸还有特殊的方法。如果装上“可立快”软件,方法开发会更容易。

详细原理可见:质谱沙龙第七期活动报道    中 “准确的定量和快速筛查方法:用LC/MS/MS做临床氨基酸测定”

李老师介绍的第二部分的内容是:肠内外营养的一些知识,可以帮助大家更好地了解营养科学和营养治疗的一些常识。

报告下载:


AB质谱日常应用的保养和维护

接下来,由AB公司的资深技术工程师 刘谦为大家介绍了AB公司质谱日常应用的保养和维护知识。

首先介绍:API series、Qtrap、Qstar液质联用仪的维护计划,分为每天、每周、三个月的维护计划及其具体操作步骤,用列表表示,一目了然。同时,也介绍了MALDI源的质谱Voyager、4700、4800 MALDI-TOF型仪器的维护计划。刘工用图示的方法,具体介绍了:机械泵维护步骤、无信号诊断步骤、软件判断无信号故障、灵敏度低检查步骤、重复性差检查步骤、处理Analyst通信不上的9个步骤、处理4000 Series Explorer通信不上的4个步骤、如何延长分子泵的寿命、离子源喷口与orifice的位置的影响、常用部件号、常用试剂列表、常用工具列表、API仪器主要电路模块图。对于用户来说,这种系统的总结非常简洁、扼要,是关于快速维护仪器的极有帮助的报告。

报告下载:AB质谱日常应用的保养和维护

 

离子阱飞行时间质谱在小分子领域的应用

接着,由岛津公司生命科学部的应用工程师 万乐人 介绍了岛津的IT-TOF液质联用仪器的结构、特点、应用。下面是介绍的摘要:

设计IT-TOF的背景是:很多人很喜欢离子阱,它可以做多级质谱。但离子阱最大的问题是慢(duty cycle时间长),在很多情况下适应不了快速液相的要求,质量精度也比较差,岛津在离子阱后面加了TOF,就是要解决精度的问题,据万工介绍,某些用户反映,使用IT-TOF外标法可以做到2ppm的精度。

结构及其特点:

1)IT-TOF的离子源是正交离子源,在离子聚焦系统中,具有专利的八极杆技术,它的八极杆不是匀质的,末端的黑色部分涂了电阻材料,形成电位梯度,与其邻近电极的电压配合,将ESI连续离子流转变为脉冲离子流,进入离子阱。离子在八极杆聚集(accumulation)的时间是可以控制的,如果样品浓度很高,可以缩短聚集时间,如果浓度很低,可以增加聚集时间。

2)把TOF的检测和离子源完全分离开(decouple),即离子源和后面的检测没有关系。在离子从离子阱IT到TOF时,离子总是从离子阱的中心发射出去,不管用任何源,一次校正后,就可以一个月长期达到5ppm的质量精度。

3)这里,离子阱的工作原理是:用射频电场控制离子,环电极上的射频电场是零电位的,使离子可以很有效地进入,在入口端电极加上几十伏的电压,离子可以迅速进入离子阱,当离子进入以后,按照严格的时间程序,施加射频电场,离子在阱中高频振动,同时通入惰性气体冷却离子,离子聚焦在阱的中心,等待发射到TOF里。

IT-TOF的设计难点是:IT的离子如何发射到TOF?TOF是脉冲型检测器,进入到TOF的离子要有很高的动能,才能在TOF里飞行。岛津的两项设计比较独特,一个是弹道离子提取技术,一个是高频高压的开关。

弹道离子提取技术是岛津的专利,在离子抛出时,入端盖极和出端盖极成为两个直流的高电压板,入端盖极和出端盖极加上5万伏的高压,正离子加7KV,负离子加-7KV,然后可以高速抛出离子。

在直流抛出时,射频电场是一个妨碍作用。这时射频电场要迅速关闭,这就需要高频高压瞬时开关。大家知道,TOF做正负极切换是很危险的,很容易造成仪器的损坏。岛津因为采用高频高压瞬时开关技术,可以很方便实现快速正负离子切换。当然,它更重要地是解决了离子从阱中高速抛到TOF的问题。

另外,岛津还正在研发数字离子阱,也是利用高频高压瞬时开关技术。传统的射频离子阱射频是一个正弦波,马修方程是非常复杂的;如果做成一个方波,方波是很容易被控制的。但是要实现快速电压变化的话,也需要高频高压瞬时开关。

在介绍应用方面,主要介绍了多级质谱配合精确质量测定的应用。例子显示了在做任何一级质谱时,都可以做到很高的质量精度,5级、6级质谱都能做到5ppm。同时,IT-TOF价格有优势,比如有类似功能的Orbitrap(赛默飞世尔科技生产)的钱可以买两台IT-TOF。

在药物杂质分析应用方面,专门举了一个例子,是国内某标准研究部门做咖啡因的药物杂质分析。药物杂质分析是很困难的,过去很多药厂只能把每个杂质都纯化出来后做核磁共振。举例显示了用IT-TOF的快速、准确的鉴定方法。比如其中有一个三号杂质m/z 223鉴定很困难。首先,咖啡因的三级质谱碎裂模式是:195-138-111的碎裂。而杂质的碎裂方式为:223-166-139和149;四级质谱为:139-122和85;149-121和93。这些碎片再通过高质量精度质谱推断。233到166存在67的丢失,经判断为C2H3ON的丢失;166-149、139-122都是17的中性丢失,判断为NH3。这时用软件计算候选化合物元素组成,得到两个结果,其中只有第一个结果含N,C9H10N4O3,其中,四级质谱实测值93.0447,理论值93.0454,精度为-7ppm。再根据这个元素组成的结果,推断出可能的结构式,与各种检索方式相结合,获得最终比较可靠的结果。

最近大连化物所许国旺教授课题组发了一篇文章,并作为Analyst 9月份的封面,是关于代谢组学方面的工作。其中,液质是用IT-TOF来作的。这篇文章的主要贡献为:研究了一个典型的病例:强制性脊柱炎;因为代谢组研究的很多是小分子,所以该研究用了气质联用液质联用两种仪器,得到了比较全面的结果;血样和正常人的血样做对比,做了主成分分析,找到一些有意义的biomarker。

报告下载:

 

GC/MS气相色谱质谱联用技术平台

最后由摩尔美康实验室的秦亚萍,为大家介绍了GCMS的一些基础知识和应用。包括GCMS构造、离子源、色谱柱、数据采集、定性、定量、应用等。其中,比较具有经验价值的是:

报告下载:GC/MS 气相色谱质谱联用平台

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