质谱应用沙龙：探索质谱极限助力生命健康研究

　　分析测试百科网讯 2018年3月30日，2018年度北京质谱年会在北京蟹岛会议中心召开。30日下午，举办了分会场学术沙龙，分别是：食品与环境，医药与生命科学，无机质谱技术及应用（ICP-MS沙龙暨第十七期原子光谱沙龙），质谱新技术/新方法。学术应用及产业界的专家都分享了各领域的新技术及新应用，与会者积极提问，讨论气氛非常热烈。根据本届沙龙的主题，分享和讨论的题目也多以纳米颗粒物、生命科学及人类健康有关。

　　在无机质谱技术及应用分会场，重点讨论了纳米颗粒物的环境暴露和人体健康的关系以及相关法规和检测方法，主要应用ICP-MS电感耦合等离子体技术。

无机质谱技术及应用分会场ICP-MS沙龙暨第17期原子光谱沙龙

　　在质谱新技术/新方法分会场，重点讨论了安捷伦公司新型的离子淌度质谱和三重四极杆质谱。安捷伦应用工程师说，新一代的Ion Mobility Q-TOF技术增加了对样品分子多一维的分离，提供了结构信息直接测量碰撞截面积，反映物质结构，不加热离子，保留了结构信息。而去年刚发布的Ultivo三重四极杆质谱，首次实现了保持高灵敏度等重要性能的前提下，魔法般地大幅缩小了质谱体积达70%，为定量金标的三重四极杆质谱走向临床等更多大规模高通量应用，树立了新的丰碑。安捷伦Ultivo三重四极杆质谱的内部结构的三大创新为：VacShield真空盾，Cyclone Ion Optics气旋离子导轨，Vortex Collision Cell涡流碰撞室。与会专家和代表对安捷伦的新型质谱技术兴趣浓厚，大家进行了热烈的技术和应用讨论。

质谱新技术/新方法分会场

安捷伦离子淌度质谱的离子淌度部分示意图

安捷伦Ultivo三重四极杆质谱的内部结构，三大创新标注为：VacShield，气旋离子导轨，涡流碰撞室

　　在医药与生命科学分会场，岛津工程师首先介绍了岛津独特的成像质谱显微镜iMScope TRIO系统，“TRIO”的名称含义：进一步发扬光大iMScope独有的质谱分析成像、光学图像、定性分析3大特长。iMScope TRIO系统的特点包括：（1）领先世界水平的高空间分辨率质谱分析成像：配备的紫外光激光可聚光至5μｍ，实现了5μｍ以下领先世界水平的质谱分析成像空间分辨率。即便是视网膜（10μｍ）等薄组织，也可观察到其中所含脂质的层次结构。（2）光学图像与质谱分析成像的融合：在软件上可简便且高精度地重叠观察高分辨率光学显微镜光学图像与质谱分析成像。能够详细解析病患、抗癌剂的分布等感兴趣区域。（3）基于IT-TOF功能实现高度定性分析：具有离子阱（IT）质谱分析的n次方解析与飞行时间型质谱（TOF）相结合的IT-TOF功能，可实施高精度的精密质量分析。不仅可以从成像用样品解析分析，还可以通过与LC（液相色谱仪）联用，对于从组织中提取、分离的样品进行分析。岛津工程师在报告中，举例了iMScope TRIO系统的多种应用：

　　1、多种组织切片可视化生物分子分布，比如对于新鲜分离的样品，冷冻样品、石蜡样品、培养细胞

　　2、多种类化合物鉴定，比如对于脂质类、小肽类、小分子代谢产物、药物以及代谢产物

　　3、多种成分同时分析，可进行广范围内的筛查，进一步鉴定目标化合物

　　4、无需标记，无需指定目标检测，如无需进行同位素或荧光标记和体内成像分析，无需开发抗体。

岛津应用工程师介绍成像质谱显微镜iMScope TRIO系统

成像质谱显微镜iMScope TRIO系统

会场提问讨论热烈

　　在医药与生命科学分会场，北京艾飞拓公司高聚宁总经理做"TOF-SIMS 在生命科学中的应用”的报告。飞行时间二次离子质谱（Time of Flight Secondary Ion Mass Spectrometry ，TOF-SIMS）是通过高能量的一次离子束轰击样品表面，使样品表面的原子或原子团吸收能量而从表面发生溅射产生二次粒子，这些带电粒子经过飞行时间检测器后就可以得到关于样品表面信息的图谱。通过这些谱图可以探测化学元素或化合物在样品表面和内部的分布，也可以用于生物组织和细胞表面或内部化学成分的成像分析，配合样品表面扫描和剥离（溅射剥离速度可以达到10微米/小时），还可以得到样品表层或内部化学成分的三维图像。

北京艾飞拓公司高聚宁总经理做"TOF-SIMS 在生命科学中的应用”的报告

　　SIMS可以分为静态二次离子质谱和动态二次离子质谱（dynamic SIMS）两种模式,不同的分析模式，对应不同的分析要求。飞行时间二次离子质谱（TOF-SIMS）是质谱成像的主要仪器之一，与MALDI-MS成像技术相比，二次离子质谱的最大特点是其高空间分辨率（探测深度<1 nm, 平面分辨率<80 nm），能够在纳米尺度下，直接对生物组织（或材料），甚至单个细胞（由于MALDI-MS的激光扫描光斑直径在40微米左右，不能进行单个细胞的成像分析）进行三维成分分析，并且样品处理简单，不需要添加基质。二次离子质谱分析中，一次离子束轰击的传输效率极高（可以达到100%），只需要一次轰击就可以得到研究点的完整质量谱图。

　　国际上对TOF-SIMS研究历史已有近35年，其中ION-TOF是世界上领先的专门的TOF-SIMS研究和制造者，代表性单位是德国ION-TOF公司所在的德国明斯特大学。当前，TOF-SIMS系统已完全跳出最初的静态二次离子质谱的概念，引入第二束专门剥离的离子束，从而可以实现空间范围的三维分析。2003年10月，该公司推出了新一代TOF.SIMS 5仪器，代表当前国际上同类仪器的领先水平。在2005年，公司推出具有独立专利的Bi源。可以完全取代原来的Ga源和金源。该分析源对无机物和有机大分子等的分析都可以胜任，并且不损失系统的空间分辨率的前提下大大提高其质量分辨率。2012年，ION-TOF开发了第二代Bi源，分析器方面新研制了EDR功能，对系统结果校正和定量分析有较大帮助，并推出了可以用于有机大分子和生物分析的Gas Cluster Source（气体团簇离子源）。而分析源的升级是发展最快的: Ga, Au, Xe, SF5, C60，O，Cs, 一直到现在广泛应用的Bi和GCS（Gas Cluster Source，气体团簇离子源）。

新一代TOF.SIMS 5仪器

结合Q-Exactive质谱的复合型SIMS，包括TOF和Orbitrap双质量分析器

　　TOF.SIMS 是一种非常灵敏的分析系统，已经被广泛应用于半导体，微电子，薄膜，纳材料，化学，医药，生物，冶金，汽车等领域。特别是近年来在生物医药领域大放异彩，在研究内源性生物分子以及药物分子的分布方面具有广泛的应用前景，特别地还可用于单细胞的成像，研究药物的作用靶标及其作用机理等。该仪器还可以与其他仪器联用（如激光共聚焦显微镜，原子力显微镜，扫描电镜等），将能够发挥各自仪器的优势，拓展其应用领域以及范围。ION-TOF公司近期还推出了结合Q-Exactive的复合型SIMS，具有TOF和Orbitrap双质量分析器。在中国，ION-TOF公司的SIMS已经安装近30套，用户主要来自于科研院所和半导体电子企业。

　　SIMS二次离子质谱用于单细胞分析