ICAS2017分会（一）：质谱分析新应用

　　分析测试百科网讯 2017年5月6日，由国际纯粹与应用化学联合会（IUPAC）和中国化学会（CCS）主办的2017 年国际分析科学大会（ICAS 2017）质谱分析分会在海南国际会展中心举行。分会邀请了中科院院士赵玉芬、德国杜伊斯堡大学埃森分校教授Oliver.J.Schmitz、清华大学教授欧阳证等质谱方面的专家学者作精彩报告。

　　质谱分析分会场

　　中科院院士、厦门大学化学化工学院教授赵玉芬带来了题为《生命起源研究的先进分析技术》的精彩报告。

　　中国科学院院士、厦门大学化学化工学院教授赵玉芬

　　报告指出在复杂系统中的现代分析技术，如HPLC-MS和NMR，是检测有机反应和相关化合物表征的非常强大的工具。生命的起源是一个非常丰富多彩的领域，充满了发现的可能性。基于HPLC-MS和NMR，就像我们的眼睛观察一样，我们已经将磷酸化作为早期地球上益生元进化的关键事件之一。 N-磷酸氨基酸在这种情况下起着至关重要的作用，例如肽形成，核苷酸形成，酯交换，N-O磷酰基迁移以及膜形成。遗传代码起源是生命起源最根本的问题之一。现代核糖体中的遗传密码识别系统是一个非常复杂的系统，不容易碰到问题的核心。

　　报告介绍了遗传密码学研究化学模型的建立。该系统由磷化合物，氨基酸和核苷组成。从水相到有机相中，通过与NMR结合的HPLC-MS在该化学模型中测试了六种代表性氨基酸（Phe，Trp，Tyr，Val，Leu和His）。发现五个氨基酸（Phe，Trp，Tyr，Val和Leu）中的每一个的“翻译产物”二肽产率分别与其在密码子/反密码子核苷上的第二位置呈正相关。对于一些氨基酸，如Val和Leu，三重态码的第一位也提供了一些深刻的影响。这意味着第二位和第一位的密码子/反密码子核苷对翻译产品都有有益的作用，但第二位更重要。

　　该化学模型是可以用于实验测试的第一个模型，可以被认为是遗传密码翻译机制的核心。它可能会提供一些新的策略来了解多年来混淆人们的遗传密码的起源。

　　德国杜伊斯堡大学埃森分校教授Oliver.J.Schmitz带来了题为《2D-LC和2D-GC结合IMS-qTOF-MS作为中草药分析的潜在工具》的精彩报告。

　　德国杜伊斯堡大学埃森分校教授Oliver.J.Schmitz

　　报告介绍了二维色谱法（LC + LC和GC + GC），并与离子迁移率高分辨率质谱仪[1-3]偶联。这种方法可以作为连续多重切割系统，使用四分钟长的调制时间（LC + LC）或20秒（GC + GC），这样可以将大部分第一维峰完全转移到第二维列与全面的二维色谱（LCxLC或GCxGC）相比，没有分级。因此，可以在简单的1D色谱图中查看来自2D分析的数据，即使引入作为第三维和第三维度的IMS时，这简化了数据处理。各种复杂样品（如生物煤，废水或混合香草和黄芩）作为中草药配方的分析表明，该四维分离方法的分离能力突出，峰值容量超过8000。对于不同的矩阵，显示了通过其碰撞横截面（CCS）表征未知化合物的离子迁移率和非目标方法中的精确质量的优点。

　　清华大学教授欧阳证带来了题为《激光解吸电离用于抗反射金属表面微结构的质谱分析》的精彩报告。

　　清华大学教授 欧阳证

　　报告指出生物化合物的软电离对于生物和生物医学研究的现代质谱分析（MS）是十分重要的。激光解吸电离（LDI）是用于分析生物分子的主要方法之一，但对于大的生物分子的有效性是有限的。已经证明基质辅助LDI（MALDI）适用于广泛的分析物，其中添加化学化合物用于光吸收，并促进局部基质爆炸解吸和电离生物分子。

　　报告指出添加基质化合物也使分析程序复杂化，改变了样品表面的化学分布，并引起化学和光谱干扰。材料科学和工程方面的新进展为生物分子的软LDI提供了有希望的替代解决方案。

　　报告介绍了使用超快激光束制造的具有微/纳米结构的金属表面用作LDI底物，以探索用于MS分析的生物分子的无基质解吸和电离。 LDI金属表面是通过超快（毫微微或微微秒）的激光加工制成的。在表面上生成了组合的宏观，微观和纳米结构，使“黑色金属”高效吸收和捕获紫外线照射能量。可以使用进一步的化学处理来制造纳米线，增强抗反射（AR）效应和改变表面化学性质。对新的底物进行了一系列生物化合物的LDI测试，对于碳水化合物已经获得了最初的有希望的结果，由于强氢键，LDI通常不能轻柔地电离电离。将分析物（包括甘露糖，葡萄糖，乳糖，麦芽糖，β-环糊精和麦芽庚糖）溶解在超纯水中以制备1μM至1mM不同浓度的溶液。通过在AR表面上沉积1μL样品溶液来制备LDI样品点。使用AR底物，可以有效解吸和离子化而不破碎寡糖如麦芽庚糖（MW1153）。观察到[M + Na] +或[M + K] +作为主要离子，推测是由于碳水化合物对碱金属离子的亲和力高于质子。与常规MALDI相比，使用AR底物的显着优点是不受来自低于1000的m / z范围内的基质的化学噪声的干扰。灵敏度被表征，检测限（LOD）优于50pmol，葡萄糖[M + K] +（m / z219.15），乳糖[M + K] +（m / z 381.3）为1pmol，麦芽七糖[M + K] +（m / z1192）为100pmol）。结果显示使用AR底物的碳水化合物的LDI-MS分析的灵敏度与常规MALDI-MS相当。

　　中科院大连化物所代谢组学研究分析中心主任许国旺带来了题为《质谱法应用于精准医学的代谢组学》的精彩报告。

　　中科院大连化物所代谢组学研究分析中心主任 许国旺

　　报告指出代谢组学旨在调查生物标本中的全部内源性代谢产物。代谢组学通过根据生理/病理和环境变化提供关于表型的准确信息，为实现精密医学提供了桥梁，以便在正确的时间为正确的患者进行正确的治疗。针对精密医学的挑战，代谢组学技术应为不同疾病和亚型提供信息丰富，高质量和高通量的代谢表型。基于质谱（MS）的无目标方法是必不可少的，但是需要更多的新方法来分析更多的代谢物，并促进分析覆盖的扩展。

　　报告指出，中科院大连化物所代谢组学研究分析中心已经开发了一种全面的基于MS的代谢组学平台，包括非靶向，拟靶标，修饰特异性非靶向和各种具有或不具有（同位素标记）衍生的代谢分析方法，同时使用纳米粒子材料丰富微量代谢物。其正在采用既定的方法进行以下研究，

　　1）疾病亚型；

　　2）癌症和肝脏疾病的代谢标志物发现等；

　　3）疾病机制研究，包括生活方式对健康的影响。

　　报告还介绍可代谢组学应用在医学精度方面的最新进展。

　　清华大学教授瑕瑜带来了题为《经典光化学反应带来了脂质分析新功能》的精彩报告。

　　清华大学教授 瑕瑜

　　报告指出质谱分析已经成为全球脂质鉴定和定量脂质组学的主要工具。尽管通过MS和串联质谱（MS / MS）可以得知脂质多级结构的信息，如脂质分子量和脂肪酰基组成碳-碳双键的位置信息（C = C），然而，很少使用市售的MS平台获得。为了满足上述分析挑战，瑕瑜团队已经研究了几种良好的光化学反应，用于从复杂混合物表征不饱和脂质，包括测定C = C位置，定量C = C位置异构体，通过电喷雾离子化的脂质Paternò-Büchi（PB）反应，UV诱导的臭氧分解和硫醇-烯反应来提高中性检测灵敏度。

　　报告还指出可以将这些反应与电喷雾电离（ESI）或nanoESI结合的方法。我们可以用来自生物样品（组织，细胞和血浆）的脂质提取物来证明这些方法的潜力和范围，用于不饱和脂质的表征和定量。