2010全国质谱大会大会报告（一）

　　2010年7月30日~8月1日，2010全国质谱大会暨第三届世界华人质谱学术研讨会在吉林长春隆重召开，本次大会邀请了来自北美、台湾、香港、新加坡等海内外的专家通过80多场高水平的精彩报告与代表们进行了充分深入的学术交流。分析测试百科网作为本届大会的应邀媒体，将对大会报告进行系列报道。

中科院大连化学物理研究所 张玉奎 院士

　　首先，来自中科院大连化学物理研究所的张玉奎院士做了题为《高通量蛋白质组分离鉴定平台》的报告。蛋白组成复杂和蛋白表达的时空特性是蛋白质组学科学家面临的挑战。蛋白丰度范围大，目前的技术很难检测。报告中，张院士介绍了体积排除色谱-微柱反相色谱-膜接口-固定化酶反应器-微柱反相色谱-质谱平台的集成化蛋白分析策略。分别对集成化平台中的关键部件进行了介绍。其中对二维体积排除色谱-微柱反相色谱分离小鼠脑蛋白的研究表明，结果正交性好，分离效率高，可用于复杂样品的高分辨分离；对溶剂置换膜接口的研究结果表明，经过膜接口交换，酶解产物能较好地捕集无机有机杂化整体基质；固定化酶反应器和微柱反相色谱-质谱分析系统也是平台的关键部件。

　　张院士还通过举例——鼠脑提取蛋白质的分析，第一维用体积排除色谱分离，第二维用C8微柱反向色谱分离，第三维用C18微柱反向色谱分离，并与传统蛋白分析方法比较，说明集成化分析方法是十分有效的。

　　此外，张院士还介绍了芯片液质联用平台，该平台的关键部件是芯片上亲水性酶反应器和芯片-SCX-C18 tip-ESI-MS/MS分析平台。这些技术在蛋白的分离鉴定方面大大提高了通量，对蛋白的研究有指导意义。

中国科学院生态环境研究中心、环境化学与生态毒理学国家重点实验室 江桂斌院士

　　中国科学院生态环境研究中心的江桂斌院士带来了报告《HR/GC-MS在分析持续有机污染物(Persistent Organic Pollutants, POPs)中的应用》。报告中，江院士介绍了POPs的基本情况、高分辨质谱在环境分析中的应用、发现新的POPs、面临的挑战四个方面的内容。

　　虽然POPs在环境污染物中仅占2%，但POPs具有长距离迁移、在环境中长期存在且具有毒性的特点，对环境危害很大。在斯德哥尔摩公约中，最初规定了12中POPs，2009年，POPRC组织又增加了9种POPs化合物。由于POPs严重危害环境，美、日均对二噁英进行了严格的标准。我国的标准要求相对没那么严格，目前也只有3个国标。

　　随着斯德哥尔摩公约的制定，国内外许多科学家都开始研究POPs，由于POPs结构复杂、在环境中含量低且毒性差别很大，因此，高分辨质谱成为了环境分析的有利工具，江院士介绍，目前国内已有30余个二噁英实验室拥有高分辨质谱。但高分辨质谱需要有洁净的实验室、农残级或更高的试剂和使用实验室内标。因此，价格和试验条件的限制是高分辨质谱亟待解决的问题。

　　江院士与大家分享了自己的研究成果——发现POPs。江院士通过物理化学性质对比发现了溴代阻燃剂(TBC)并确证属于POPs；通过质量平衡关系发现了大量全氟碘烷类化合物，毒性研究表明该累化合物属于雌激素；通过效应引导的污染物识别EDA(Effect-Directed Analysis);通过效应-毒性关系发现了四溴双酚-其中-A-丙烯基醚。江院士强调，EDA是POPs发现更为重要和有效的方法。

　　对于面临的挑战，江院士指出了以下5点：环境中存在的难电离物质分析，基质干扰，甲基等不稳定代谢产物的检测、高分离色谱与高分辨质谱的结合、同位素质谱为环境分析。

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台湾国立Sun Yat-Sen大学化学系 Jentaie Shiea(謝建台)教授

　　来自台湾国立Sun Yat-Sen大学化学系的Jentaie Shiea(謝建台)教授，为大家做了题为“Laser-Based Ambient Ionization Mass Spectrometry”(基于激光的敞开离子源质谱)报告。在报告中，他介绍了电喷雾辅助的激光解吸离子化(ELDI)技术，和激光诱导的声解吸(LIAD)技术，这些技术用在质谱上，都可在敞开离子源条件下分析固体或液体样品，无需样品制备。反应物分子和脉冲激光反应产生解吸，而无需有机基质;解吸后的离子在酸性甲醇溶液中电喷雾离子化。谢教授课题组最近改进了ELDI和LIAD源，并应用于一些特殊的应用。比如高通量的薄层/质谱(TLC/MS)分析；分子成像分析；化学反应监测；蛋白结构研究等。以下是英文摘要：

　　Electrospray-assisted laser desorption ionization (ELDI) and laser-induced acoustic desorption (LIAD) mass spectrometry (MS) are useful techniques for directly characterizing small chemical or large biological components in solid or liquid under ambient conditions. Sample pretreatment is usually unnessary for both techniques. The analytes molecules in the samples are desorbed by the action of a pulsed laser without the assistance of organic matrix. The desorbed molecules are subsequently ionized in electrospray plume generated by electrospraying and acidic methol solution. Recently, we have modified the existing ELDI and LIAD source so unique applications are performed: 1) High throughput TLC/MS analysis – the TLC plate was linearly scanned by the laser from either side of the plate. Typically the systems allow to continuously screening up to 400 TLC plates per day. 2) Molecolar imaging analysis – with the assistance of a stepper motor for precisely moving the sample plate and a high spatial resolution laser, the distribution of the predominant chemical compounds on a particular sample surface were obtained. The molecular images based on volatile and non-volatile chemical compounds on dry fungus and plant slices were obtained. 3) Monitoring chemical reaction – the states of ongoing chemical reactions – nanoparticle catalyzed photodecomposition of dye molecules in different organic solvents, were continuously monitored. 4) Protein structure study – the change of protein structure was studied via H/D and D/H exchange. The amino acids, peptides, and proteins with different exchangeable H atoms were chosen to ascertain the number of H/D or D/H exchanges in a reactive-ELDI/MS system. In addition, a new configuration of the electrospray system was built for both ELDI and LIAD sources. A multiple electrosprayer system was used to generate an atmosphere containing homogenously charged species. The efficiency of post ionization of the desorbed analyte molecules in the new ion sources is greatly increased. Different solvent systems can be simultaneously used to produce electrospray plumes to ionize the analyte molecules with different polarities.

来自香港浸会大学的Zongwei Cai(蔡宗苇)教授，做了题为：“Liquid chromatography-mass spectrometry for investigating the biochemical effects induced by aristolochic acid in rats: the plasma metabolome”的报告。

安捷伦科技 王颖博士

　　来自安捷伦科技的王颖博士向大家介绍了安捷伦公司最新推出的6490三重四极杆液质联用仪，该系统被定义为是世界上最灵敏的三重四极杆液质联用系统。Agilent 6490三重四极杆液质联用仪采用了安捷伦公司最新研制的iFunnel技术，彻底改变了大气压离子采样过程，极大地提高了大多数应用的检测灵敏度。

　　iFunnel 技术采用了安捷伦喷射流离子聚焦技术，该技术利用超热鞘气聚焦喷雾流，以提高溶剂蒸发效率，增加了离子密度。这些离子通过六孔取样毛细管进入质谱仪，相比早先的系统，这 6 根平行毛细管可接收约为原先 10倍以上的大气离子。离子通过双离子漏斗组件聚焦，并从气体中分离出来。第一个高压漏斗去除了大部分气体后将离子聚焦到第二个低压漏斗，低压漏斗去除了剩余的气体，从而使离子可以进入 Q1 光学透镜。该系统还采用了新型90°弯曲捕获碰撞池设计，提高了离子传输效率。6490 开创了高端应用的全新领域，分子检测水平可达 zeptomole(10^-21 摩尔)级。同时，化合物线性动态范围可以达到六个数量级。

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加拿大Alberta大学 Li, Liang(厉良)教授

　　来自加拿大Alberta大学的Li, Liang(厉良)教授，做了题为：“Development of LC/MS Techniques for Comprehensive Metabolome Analysis”（发展LC/MS技术用于综合的代谢组学分析）的报告。在报告中，他简单介绍了代谢组学研究的基本方法、方法的要求，比如代谢组学分析必须要求足够的灵敏度和确定性。而现在面临的挑战有：代谢组学分析中现有技术有限的覆盖率；在定量代谢组学分析中的低通量；鉴定完全未知的代谢物很困难；不知道待研究的某个代谢组到底有多大等等。针对上述挑战，厉良教授课题组发展了一系列LC/MS方法和平台。比如：同位素标记的试剂；有效的LC/MS方法（多维分离技术、三重四极杆、Qtrap等）；创建MS/MS数据库；上基于互联网的资源如MycompoundID进行检索；对目标的未知代谢物进行鉴定。以下是英文摘要：

　　Metabolomics is a rapidly evolving field for studying biological systems and discovering potential disease biomarkers. For any metabolomics application, metabolome analysis with adequate sensitivity and specificity is essential in defining the metabolome. Ideally, all metabolites present in a biological system are qualitatively and quantitativey profiled. Unfortunately, due to technical limitations, only a fraction of metabolites are currently analyzed by using techniques such as NMR and mass spectrometry (MS). Due to limited metabolome coverage, many important metabolome networks and some subdue changes in the metabolome may not be revealed with current techniques. In this presentation, several technical issues related to the development of LC/MS for enabling metabolome analysis will be discussed.

　　Because of great diversity of chemical and physical properties of metabolites, we have been developing an isotope labeling LC/MS workflow with a goal of improving the metabolome coverage in analyzing biological samples such as human biofluids and tissue samples. Several labeling chemistries will be described to provide isotope tags to the metabolites for sensitive detection and accurate quantification. LC method including multi- dimensional separation to separate the labeled metabolites with high efficiency will be discussed. New protocols for MS analysis, metabolite identification and quantitative data processing will be presented.

赛默飞世尔科技科学仪器市场部经理 王勇为博士

　　来自赛默飞世尔科技科学仪器市场部经理王勇为博士主要向大家介绍了Orbitrap质量分析器的工作原理以及该技术的发展现状。

　　Orbitrap质量分析器自2000年上市以来，现在已经成为主流的质谱技术。首先，Orbitrap质谱仪特有的关键性能体现在容易操作、并可同时实现超高分辨率(>100000)和高精度质量数。该质量分析器形状如同仿棰体，由仿棰形中心内电极和左右 2 个外仿棰半电极组成。仪器工作时，在中心电极逐渐加上直流高压，在 Orbitrap 内产生特殊几何结构的静电场。当离子进入到 Orbitrap 室内后，受到中心电场的引力，即开始围绕中心电极作圆周轨道运动，同时离子受到垂直方向的离心力和水平方向的推力，而沿中心内电极作水平和垂直方向的震荡。外电极除限制离子的运行轨道范围，同时检测由离子振荡产生的感应电势，其中水平震荡的频率和分子离子的质荷比 (m/z)的平方根成比例关系。

　　王博士最后指出，高场Orbitrap和Compact Orbitrap技术的发展使得灵敏度得以提高3倍以上。Orbitrap技术凭借其优异的分析性能使其得到了广泛的应用，应用范围从常规化合物鉴定到复杂基体中痕量化合物分析，如蛋白质组学、药物代谢、药物控制或者食品和饲料中的污染物检测。

新加坡南洋科技大学 Kai Tang(唐凯)教授

　　来自新加坡南洋科技大学的Kai Tang(唐凯)教授，做了题为“Genomic and Proteomic Analyses of Respiratory Viruses”（呼吸病毒症的基因组和蛋白质组分析）的报告。在报告中他谈到：为了更好地了解呼吸道病毒的致病性，课题组用基于质谱分析的技术来表征病毒的基因组序列变异，并发现和病毒作用的宿主蛋白质。比如，他们发展了一套基因组学方法，使被RNaseA酶解的转录产物产生确定位点的断裂，从而有效地应用MALDI分析并鉴定任一单点突变。而他们发展的蛋白质组学方法，可以将病毒以及和宿主细胞作用的蛋白酶解后进行nano-LC-MS/MS分析；被蛋白质组学方法鉴定的宿主蛋白质还可以用不同的生化方法进一步验证。以下是英文摘要：

　　In order to better understanding the pathogenicity of respiratory viruses, we have used mass spectrometry based techniques to characterize sequence variations in the virus genome and to discover host proteins that interact with viruses. In the genomics method, virus genome regions between 300 and 800 bases in length were amplified by RT-PCR, followed by in vitro transcription with dU instead of rU or dC instead of rC. The transcription products were then digested with RNase A. Such strategy generated base-specific cleavage products that were ideal for MALDI mass spectrometric analysis. Any single point mutation could be identified by corresponding peak disappearance and appearance of other fragment(s). The method can be particles were purified from their host cells with sucrose gradient. The virus and interacting host cell proteins were solublized in SBS, immobilized and purified in polyacrylamide gel matrix, and then digested in gel. The peptide mixture were extracted and analyzed with nano-LC-MS/MS. Host cell proteins were identified along with known virus proteins after database search and statistical analysis with Trans Proteomic Pipeline. Several host cell proteins indentified with the proteomic approach were further validated with different biochemical assays.

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