2010全国质谱大会大会报告（二）

中国科学院长春应用化学所 刘淑莹研究员

　　来自中国科学院长春应用化学所的刘淑莹研究员做了题为“ISD-MALDI-MS技术在多肽和寡糖结构研究中的应用”的报告。刘老师利用ISD-MALDI-MS技术成功确证了多肽和寡糖的结构。发现在多肽研究中，MALDI线性模式和反射模式下均能够观察到二硫键的快速裂解，而且刘老师提出，MALDI并不是一种很软的电离方式，因此在蛋白分析过程中要注意。刘老师还介绍了，MALDI-MS分析中靶上还原后形成基质-蛋白质加合的方法用来鉴定含二硫键的蛋白和多肽，并且通过质量移动能可以确定二硫键的数量，确定CHCA是分析二硫键的最好基质。在寡糖分析中，用ISD-MALDI-MS分析寡糖具有重现性好、信噪比高的优点，还可提供序列、连接、分支等大量结构信息，且操作简单，不需要样品前处理。与CID相比，SID更适合分析寡糖。

Waters公司 王则含先生

　　来自Waters公司的王则含先生向大家介绍了“沃特世最新液质联用技术及应用”。王先生首先带大家回顾了Waters公司作为一家专业的液相生产厂家的历史。报告中，王先生主要介绍了Xevo TQ-S平台。

　　Waters的Xevo TQ-S平台具有更大的样品锥孔，增强的真空泵配置以及创新的StepWave离子迁移光学技术，专为在所有数据采集模式下达到最高的灵敏度而设计。利用Xevo TQ-S的超高灵敏度，用户可以检测复杂样品中浓度极低的目标化合物，可以通过稀释样品来降低基质效应，可以以更少的样品量进行分析。Xevo TQ-S是一款高灵敏的低碳产品。

　　尤其是StepWave离子迁移光学技术，可以使离子最高效地从离子源迁移至四级杆质量分析器，同时确保不需要中性污染物主动滤出。这使离子强度显著增加，同时又使背景噪音降到最小，实验重现性高。StepWave专利技术包括两个离子迁移阶段，第一阶段由两个并联的多层环电极结构组成，由这两个结构提供一个具有独特性的离轴离子迁移透镜。这样，离子束通过样品锥孔时，离子束就会发生一定程度的扩散。同时由于StepWave的入口设计得足够大，它可以有效地捕获扩散离子云中的所有离子。这一阶段的设计确保了所有离子均有效聚焦并进入第二阶段。离轴设计确保了进入样品锥孔的中性物质主动从系统中排出。

　　与常规串联四级杆不同， Xevo TQ-S还可提供高质量的LC/MS/MS光谱信息。在一套仪器系统平台上您将获得更多的试验选择性，因为这种平台适合进行各种不同的UPLC/MS/MS定量和定性分析，如生物分析、ADME筛选、食品安全、环境监测、法医鉴定等。

　　此外，Xevo TQ-S具有通用的离子源结构，离子源兼容性很好，用户可以最大范围地利用离子化技术，省去了更换离子。除了可以利用ESI、APPI等离子源外，还与新型的离子源DESI、DART兼容。

清华大学 罗国安教授

　　来自清华大学的罗国安教授做了题为“基于液质联用技术的定量代谢组学研究”的报告。报告中，罗教授针对目前代谢组学研究中，定量研究中存在定量不完全、亲水性成份分离不好的等限制，提出了代谢组学研究全景模式（定量数据）与特写模式（指纹数据）结合的整合化研究方案，从而减少或避免代谢组学研究中“盲人摸象”的现象。整合化的研究方案有以下优点，首先，在代谢组学数据整合方面，可以寻找到的符合代谢标记物群提高了疾病分期的预测准确率，还可进行疾病机理的探讨；其次，从两个角度进行代谢组学研究与临床研究的整合，可以进行代谢数据与临床指标的相关性分析，更深入地探讨疾病机理，包含代谢和临床数据的符合标志物群提高了分期预测的准确率；再次，代谢研究与基因研究的整合，可以建立利用基因与代谢物共同寻找疾病相关通路的方法，对糖尿病和肾病，找到与疾病相关度高的通路——亚油酸代谢通路。最后，罗老师总结到，整合化策略在代谢组学的研究中发挥了重要的作用。

,

台湾国立台湾大学 Guor-Rong Her (何國榮)教授

　　来自台湾国立台湾大学的Guor-Rong Her (何國榮)教授，做了题为“Comparative studies of Protein Glycosylation Using Isotope Labeling and Electrospray Ion Trap Mass Spectrometry”（应用同位素标记的电喷雾离子阱质谱比较研究蛋白的糖基化）的报告。在报告中，何教授介绍道：在糖蛋白分析中，糖蛋白往往在质谱分析前就被胰蛋白酶酶解了。而包括糖蛋白的浓度、糖基化位点、糖苷轮廓（profile）等因素，能够解释当发现特定的糖肽后所产生的信号的差别。课题组发展了一种分析糖蛋白的比较分析方法，能够测定出糖蛋白的浓度、糖基化位点、糖苷轮廓的变化。这种比较分析方法应用了甲醇d0和甲醛d2的同位素标记技术，然后用微晶纤维素富集再进行质谱分析。应用该方法，用核糖核酸酶B进行了对糖蛋白浓度、糖基化位点、糖苷轮廓变化的比较分析实验，并用ESI线性离子阱质谱进行了糖肽的测定。应用仪器具有的MS2和MS3能力，也获得了糖基化位点和糖苷的序列。以下是英文摘要：

　　In the analysis of glycoprotein, glycoprotein was often digested with trypsin before MS analysis. Several causes including glycoprotein concentration, glycosylation site occupancy and glycan profile may account for the difference if the signal of a specific glycopeptides was found to be different. A strategy was proposed for comparative analyses of glycoprotein in which the change of glycoprotein concentration, the change of glycosylation site occupancy and the change of glycan profile could be differentiated. Comparative analysis was performed by stable isotope labeling using formaldehyde-d0 and formaldehyde-d2 along with cellulose microcrystalline enrichment and mass spectrometry analysis. The utility of the proposed strategy was demonstrated with ribonuclease B. The change of glycoprotein concentration was studied using samples prepared with different quantity of ribonuclease B. Level of glycosylation site occupancy was studied by mixing different ratios of ribonuclease B and ribonuclease A. The change of the site-specific glycan profile was studied by mixing ribonuclease B treated with α-mannosidase and intact ribonuclease B. ESI-MS analysis of glycopeptides was performed on a linear ion trap mass spectrometer. With the capability of MS2 and MS3 of the instrument, the site of glycosylation and the glycan sequence may also be obtained.

清华大学 张新荣教授

　　来自清华大学的张新荣教授做了题为“常压解吸附离子源及其应用”的报告。常压解析负离子源（DESI源）是近几年的研究热点。目前的DESI源虽然在兴奋剂快速检测、枪击残留物检测等方面应用广泛，但也存在气体流速大、需要调节的参数多、需要喷雾液、成像分析分辨率低、构造复杂不易小型化的缺点。张教授在报告中提出了介质阻挡放电离子源（DBDI源），与DESI源相比，DBDI源具有没有引入溶剂污染，可以用于气体、液体、固体等样品分析，成本低，成像分析分辨率高且对于被测物损害程度非常小，并且可进行表面分析的优点。张教授介绍，DBDI源直接进行气体分析时比EI源，直接进行液体分析时可进行化学反应的实时过程监测和有机反应的全过程检测，用于固体表面分析时可用于爆炸物分析、阵列分析20种氨基酸、药片的快速分析（将来可能用于质控），在成像分析方面可用于字画鉴定的无损分析等。

　　张教授总结，DBDI是一种新型的质谱离子化方法，具有适用面广、体积小、成本低的特点，适合作为小型化质谱的离子源；DBDI用于直接分析，无需样品预处理，是一种理想的实时、原位和高通量的分析手段。DBDI能够通过方便调节电压与频率等参数，获得丰富的分子结构信息，甚至元素的信息。利用DBDI的较高的空间分辨能力，能够用于无损（微损）条件下的成像分析。

加拿大国家研究中生物科学研究所 Li, Jianjun（李建军）

　　来自加拿大国家研究中生物科学研究所的Li, Jianjun（李建军）教授，做了题为“Derivatization strategies for Glycomics”（糖组学的衍生方法）的报告。在报告中，李教授首先介绍了糖组学的基本概念，糖组学的目标是，系统地鉴定和表征不同糖苷的结构、功能、活性和定量等，对发现和鉴定癌细胞、体液、组织中的疾病生物标志物来说，糖组学研究是一个已被公认的创新和综合的方法。李教授随后介绍了课题组在糖组学研究上的新方法。比如特殊的衍生后再进行ESI-MS或MALDI-MS分析。另外，他们还发展了一种糖组学方法，来鉴定和定量复杂生物基体中的目标糖组。并获得了很好的灵敏度和线性动态范围。以下是英文摘要：

　　Glycomics is the systematic identification and characterization of diverse glycans for their structure, function, activity, and quantity. Global profiling of glycomes of cancer cells, body fluids, or tissues has been considered as an innovative and comprehensive approach to discover and identify biomarkers for various diseases. Neutralization of carboxylic acid is an important means to avoid sialic acid dissociation when sialylated oligosaccharides in presence of methylamine and (7-azabenzotriazol-1-yloxy) trispyrroli-dinophosphonium hexafluorophosphate(PyAOP). After methylamidation, sialylated oligosaccharides can be analyzed by MALDI-MS without loss of sialic acid moiety. The ESI-MS and MALDI-MS analysis of both 3’-6’-sialyllactose derivatives indicated that the quantitatively conversion of sialic acids was achieved, regardless of their linkage types under the optimal derivatization conditions.This derivatization strategy was further validated with the N-glycans released from three standard glycoproteins(Fetuin,human acid glycoprotein and bovine acid glycoprotein)containing different types of complex oligosaccharides.Using this derivatization method,the N-glycans of sera from different species(human, mouse and rat)were successfully characterized by MALDI-MS.Due to the mild reaction conditions,the modification in sialic acid residues can be retained. This improvement makes it possible to detect the sialylated oligosaccharides containing O-acetylated sialic acid moieties using MALDI-MS in positive ion mode.

　　In the meantime, the development of glycomics is limited by the ability to identify and quantify large numbers of glycans in complex biological samples, which is only partially achieved by current glycomics approaches. I will also present a strategy termed targeted glycomics enabling highly sensitive and consistent identification and quantification of target sets of glycans across multiple samples. The strategy was first applied to the analysis of glycans released from ribonuclease B. A linear dynamic range of three orders of magnitude (0.1-100 ng ribonuclease B ) was achieved for the detection of all five glycans. The method exhibited excellent sensitivity, evident by the detection of limit of 100attomolar for Man9Glc NAc2.The strategy was further demonstrated by characterizing the glycome of pancreas cancer cells. More than 60 N-glycans were identified and detected for about five million cells.

,

美国纽约Mount Sinai 医学院 Wang, Rong（王融）教授

　　来自美国纽约Mount Sinai 医学院的Wang, Rong（王融）教授，做了题为“Fragmentation of Large Peptides Under Different Dissociation Conditions（在不同解离条件下碎裂大分子量多肽）”的报告。在报告中，王教授首先介绍了该研究的意义，了解大分子量多肽在不同碎裂条件下的碎裂性质和行为是基础的一项工作，更重要的是，在大分子量多肽分析中研究内源性生物技术，上述研究是必要的和具有实践意义的。课题组发展了一种系统的方法，利用化学合成的肽序列，使用不同的通用碎裂技术，以及HCD高能裂解技术，来比较多肽碎裂的效率、模式和氨基酸组成、多肽长度、电荷态、离子化方式（ESI或MALDI）之间的关系，并报告了课题组发现的结果。以下是英文摘要：

　　It is fundamental to understand fragmentation property and behavior of large peptides under different fragmentation conditions. More importantly, it is essential and practical in study endogenous biological techniques in analysis of large peptides. We conducted a systematical investigation of large peptide fragmentation using a chemically synthesized peptide ladders with several commonly used fragmentation techniques, and high energy collision induced dissociation. Peptide fragmentation efficiency and pattern were tested against amino acid composition, peptide length, and charge stage, as well as different ionization methods, e.g. electrospray ionization and matrix assistant laser desorption ionization. Detailed experimental findings will be reported.

中国地质科学院 刘敦一研究员

　　来自中国地质科学院的刘敦一研究员做了“阿波罗-12月岩锆石SHRIMP（高分辨二次离子质谱）U-Pb年龄测定”的报告。报告中，刘老师介绍了SHRIMP研究月岩锆石，获得了许多具有重要意义的数据。刘老师指出，月球同位素年代学研究复杂，难度很大，锆石SHRIMP定年是月岩定年的最佳手段，可用于原位微区分析，无需化学流程且对样品没有损伤。

美国PerkinElmer公司 Shen, Shida（沈世达）高级研究员

　　来自美国PerkinElmer公司的Shen, Shida（沈世达）高级研究员，做了题为“A High Resolving Power and Mass Accuracy Time-Of-Flight MS for Rapid Detection and Identification of Microorganisms”（用高分辨率高质量精度的飞行时间质谱快速测定微生物）的报告。在报告中，沈研究员介绍了公司研发的具有精确质量测定的ESI TOF质谱，可快速鉴定病原体和进行品系分类。这种独特的方法可以每个样品30秒的速度鉴定微生物，在针对生物战攻击或新传染病自然爆发时具有潜力。该方法使用了一种高端、低成本的ESI TOF质谱，报告介绍了该质谱仪在精确质量测定、高分辨和24小时稳定性方面的性能，并用猪流感病毒H1N1作为实例，阐述了检测和鉴定微生物的步骤。以下是英文摘要：

　　An exact mass measurement ESI TOF mass spectrometer has been developed for fast pathogen identification and strain typing. This unique technology relies on mass spectrometry-derived base composition signatures of amplicons from PCR (Polymerase Chain Reaction) products, and “intelligent PCR primers” that target broadly conserved regions of microbial genomes that flank variable regions. This rapid detection (30 seconds per sample) and identification of microorganism methodology also associates with a potential biological warfare attack or a natural outbreak of an emerging infectious disease.

　　The strategy to build a high end and low cost ESI TOF machine will be discussed. The performance data particularly in accurate mass measurement, high resolving power and 24 hours stability test will be presented. The discovery of Swine flu virus H1N1 will be presented as an example to illustrate the procedure of detection and identification of microoganisims.

,

美国北卡大学Chaple Hill医学院 Chen, Xian（陈先）教授

　　来自美国北卡大学Chaple Hill医学院的 Chen, Xian（陈先）教授，做了题为“Systems Dissection of Signal Transduction by Using Quantitative Proteomics”（用定量蛋白质组方法系统剖析信号传导）的报告，在报告中，陈教授主要介绍了课题组利用同位素标记的方法，进行蛋白质组学定量研究的方法。

芝加哥大学 Zhao, Yingming（赵英明）教授

　　来自芝加哥大学的Zhao, Yingming（赵英明）教授做了题为“Discovery of Novel Biochemical Pathways Using Proteomics Approaches”（使用蛋白质组学方法发现新的生化路径”的报告。在报告中，赵教授谈到，很多对于组蛋白和p53的研究显示，这些蛋白可能会存在一系列的翻译后修饰，而这些修饰的大多数和重要的生物功能相关。然而除了对于已被广泛研究的几个蛋白，在其它蛋白中，翻译后修饰的类型和修饰的位点还有很多是未知的。对信息的缺乏暗示了一种对于可靠的表征蛋白中所有的翻译后修饰及动态变化的迫切需求。该课题组最近发展了一种非限制的蛋白序列校准算法，PTMap，并用它配合质谱一起用于所有可能的翻译后修饰的测定，不管是已知的还是以前从未发表过的。使用这种算法，课题组鉴定了新型的翻译后修饰，发现常见的体外蛋白修饰，研究了翻译后修饰的交叉污染和蛋白的突变。以下是英文摘要：

　　Extensive studies in histones and p53 suggest that these proteins can be modified by an array of protein post-translational modifications(PTMs), most of which are correlated with important biological functions. Nevertheless, PTM types and their sites in other proteins remain largely unknown, except several widely studied ones. The information deficiency suggests an urgent need for reliable technology for characterization of all the PTMs in a protein and for their dynamic studies. To this end, we recently developed an unrestrictive protein sequence alignment algorithm, PTMap, and used it in conjunction with mass spectrometry for accurate identification of all the possible PTMs, known or undescribed ones. We have used the algorithm to identify novel PTMs, to discover common in vitro protein modifications, to study PTM cross-talks, and to study protein mutations. In this presentation, applications of such mass spectromety-based proteomics technologies will be discussed.

台湾国立Chung Hsing大学 Maw-Rong Lee(李茂榮)教授

　　来自台湾国立Chung Hsing大学的Maw-Rong Lee(李茂榮)教授，做了题为“Functionalized Nanoparticles Assisted Desorption Electrospray Ionization for Determination of Ultraviolet Absorbers in Urine”（用功能纳米粒子辅助解吸电喷雾技术测定尿中的紫外线吸收剂）的报告，该课题组用实验室自制的丝网印刷的银板或石墨板，进行高电压下的电喷雾，并介绍了课题组使用的紫外线吸收剂的提取过程。经过提取，用溶剂从磁性粒子NPs上提取出分析物。提取物或未解吸的磁性粒子NPs被滴在丝网上印刷，来评估离子化效率。实验结果显示，该纳米粒子可以提高信号强度缩短分析时间。说明功能纳米粒子辅助解吸电喷雾技术可在痕量分析中增强专一性并提高通量。以下是英文摘要：

　　Functionalized nanoparticles assisted desorption electrospray ionization for analysis of ultraviolet absorbers in urine was developed. The electrospray was performed with high voltage on a laboratory-made screen-printed plate with silver or graphite. In this study, the ultraviolet absorbers including 3-(4-methylbenzylidene)-camphor (4-MBC),2-ethyl-4-(dimethylamino)-benzoate(O-PABA)AND 2-hydroxy-4-(octyloxy)-benzophenone(BP-12) were extracted with iron oxide-coated silicon dioxide nanoparticles as the affinity adsorbent. After extraction, the analytes were isolated from magnetic NPs with solvent. The extract or the magnetic NPs without desorption was dipped on the screen-printed to evaluate the effect on the ionization efficiency. From the results, the nanoparticles can enhance the intensity of the signal detected and short the analytical time. This technique demonstrates that the nanoparticles assisted desorption electrospray ionization offers a high specific and high throughput screening for trace analysis.

台湾新竹国立清华大学 Yong-Chien Ling (凌永健)教授

　　来自台湾新竹国立清华大学的Yong-Chien Ling (凌永健)教授，做了题为“GC-MS雜質剖析及GC-IRMS同位素指紋應用於追蹤甲基安非他命來源”的报告。报告摘要如下：

　　甲基安非他命多你来一直为台湾地区缉获的最大宗毒品，为毒品滥用日渐严重之主因，如何由查缉之甲基维他命毒品，透过化学分析，判定相关的合成原料及途径，以供参考追溯毒品来源及管道，作为更近一步防制的基础，已成为认识科学上不可或缺的关键技术。台湾地区目前分析甲基安非他命的方法主要利用GC/MS杂质剖析，分析合成过程所产生的杂质，以区分不同合成途径之甲基安非他命，随着毒枭的制毒工艺持续精进，产生杂质愈来愈少，GC/MS杂质的剖析的功能，成效有限。利用同位素比质谱仪（IRMS）获得甲基安非他命的δ13C、δ15N值的特异性，逐渐成为来源追踪的新兴工具。

　　 本研究与国际接轨使用CHAMP进行GC/MS杂质剖析，搭配GC(气相层析)-IRMS、EA（素分析）-IRMS分析，追踪甲基安非他命毒品来源。本研究首先利用Nagai、Moscow、Reductive amination等制备扣之甲基安非他命毒品。以CHAMP GC/MS 杂质剖析以及IRMS分析所有样品。根据欧氏距离及δ13C、δ15N值结果可以区分批次、方法、前驱物不同之样品，整合横、纵面了解。用统计方法确认样品间相关性，建立药物来源之相关性。可以区分合法药品与毒品来源，供后续建立毒品资料库之依据。