发布时间:2010-08-13 10:50 原文链接: 励精图治铸就辉煌

——访安捷伦科技生命科学与化学分析仪器部大中华区液质产品业务经理李平博士


  【导语】四年前,安捷伦科技推出第一代三重串联四极杆液质6410,竞争对手们一边对其性能百般挑剔,一边暗自紧张,因为坊间有种说法:“安捷伦开始做什么产品,什么产品的市场份额就会被重新改写。”四年过后,这种说法终成现实,安捷伦登上了2009年中国三重四极杆液质市场领先的宝座。2010年,安捷伦推出了其认为在三重串联四极杆技术上重大革新的产品——6490。这里,中国客户熟知的、安捷伦资深的液质专家,同时也是安捷伦大中华区液质产品业务经理李平博士,将为您揭秘6490的几大革新和安捷伦液质销量快速增长的奥秘…… 


安捷伦科技生命科学与化学分析仪器部大中华区液质产品业务经理李平博士


6400系列三重四极杆液 质联用仪 满足不同用户的各种需求

  在谈6490之前,记者先问了李平博士一个关于命名的问题,即:安捷伦推出的6400系列三重四极杆型号的命名似乎有些规律,但又不是连续增长的,这些命名到底是什么含义?

  李博士答道:Agilent公司从2006年5月份正式推出三重串联四极杆液质联用仪,被命名为6400系列,该系列的各款产品主要是依据用户的不同应用需求区分。

  6410、6430型三重四极杆液质联用仪主要应用于目标化合物小分子的常规定量分析,如食品安全检测、环境分析和法医科学以及一般的药物分析中。适用于质检、环境分析、药物分析等实验室。蛋白质组学中蛋白质的定量一直是个难题,以前有很多相对定量方法,而近几年用三重串联四极杆液质联用系统进行蛋白质的绝对定量的方法日渐流行,6460就是面向这类用户的需求设计。当该系统与Agilent公司的液相色谱芯片技术配合后,可更多地应用于痕量的翻译后修饰蛋白(如糖基化蛋白、磷酸化蛋白)的绝对定量分析。所以,6460三重四极杆液质联用系统主要适用于蛋白质定量、生物标志物确证分析的用户,如科研院所、高校以及跨国公司研发中心等。

  6490三重四极杆液质联用仪是Agilent公司在今年5月23日(第58届ASMS期间)推出的最新产品,该系统无论是在性能还是仪器的整体设计方面,都是三重四极杆液质联用仪的一场“革命性”突破。同时,该款产品也属于Agilent公司最为高端的产品之一。

        相关报道:Agilent推出6490三重四极杆液质 灵敏度提高十倍

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6410B/6430/6460三重四极杆液质联用仪

6490三重四极杆液质联用仪

 

6490三重四极杆液质联用仪 集多项技术创新于一身

  相比Agilent公司之前的三重四极杆液质联用仪,6490采用了多项创新技术:

  第一大创新就是采用了iFunnel 技术,该技术融合了以下三种技术:

  (1)采用安捷伦喷射流离子聚焦技术。该技术的优势在于离子化效率高,它能够将液相分离出来的待测样品最大离子化;另一方面则大幅降低噪音.因此喷射流离子聚焦离子源大大提高了液质的检测灵敏度。

喷射流离子聚焦技术,提高离子生成和去溶剂化效率

  据李博士介绍,安捷伦喷射流离子聚焦技术大大提升了样品的离子化效率。首先,在喷雾离子束周围增加了高温鞘流气(氮气),这样,从离子源喷口中产生的的带电液滴更细,即离子外面包裹的溶剂(包括水和有机溶剂)非常薄,这样带电液滴的去溶剂化效率更高。此外,在喷嘴末端上施加喷嘴电压,可将离子束向质谱聚焦。这种设计使得产生的离子数量大大增加,同时降低了背景噪音。

  目前,安捷伦喷射流离子聚焦技术已应用于安捷伦公司的各类液质联用系统中,包括单四极杆、飞行时间、三重串联四极杆和四极杆-飞行时间串联质谱系统 (Q-TOF)中。

  (2)采用多孔毛细管。通过喷射流离子聚焦技术产生了大量的离子,怎样将这些离子导入到质谱中,即提高采集效率是非常重要的。6490三重串联四极杆液质联用仪首次采用了多孔采样毛细管(以前的设计都是单通道/单孔),大大提高了粒子束的截取面积,从而将更多离子采集到质谱中(相比单孔毛细管,提高6倍的离子采集量)

  (3)采用双离子漏斗。大家知道质谱是需要在真空条件下运行的,如何能将如此大量的离子导入到质谱后而同时保证真空呢?如何将离子与中性气体分离呢?针对上述问题,6490采用了两个不同压力的双离子漏斗(dual-ion funnel)技术:前端离子漏斗采用高压,后端离子漏斗采用低压。大量的中性气体和粒子束被采集到第一个高压的离子漏斗里面,该离子漏斗下面特别设计有真空系统,可将中性气体排出。另外两个离子漏斗还离轴设计,可进一步将其中的中性粒子过滤掉,这样离子束便被全部聚焦到第二个低压离子漏斗中。

  

双离子漏斗技术

  第二大创新就是采用弯曲碰撞池设计。该设计的好处在于(1)弯曲碰撞池能够有效消除中性粒子。由于带能量的中性粒子进入质谱后会产生噪音,而弯曲碰撞池不断地进行剪切式的聚焦,能有效阻挡中性粒子的进入,从而降低噪音。(2)该技术有利于减少质谱的体积,6490比前代产品占地体积减少了25%。

  第三大创新就是采用了最新的tMRM扫描模式。液质联用的一大趋势是能够同时进行定量和确认分析,对于三重串联四极杆,即要在一次实验中,在定量的同时,用多个特征碎片离子来定性确证,这样可避免假阳性检出。以往的很多做法,都是在定量MRM后,触发一个子离子扫描,用全扫描的谱图去确证。但是在实际应用中尚存在一些问题。比如:三重串联四极杆的全扫描的灵敏度较低(对于痕量物质时灵敏度不够),扫描速度较慢(和UHPLC联用时可能无法采集到足够的点)。6490摒弃了定量MRM触发子离子全扫描的方法,而是用MRM 触发MRM的采集模式,即用原先设定的MRM通道(一般为1~2个)采集,一旦超过信号阈值,就自动触发多个特征子离子通道的MRM,这种方法被称之为tMRM,用多个通道MRM的“指纹“数据来定性。从实用性角度考虑,tMRM更有价值,因为它充分利用了三重串联四极杆的强项,即MRM的高灵敏度和高采集速度,而避免了三重串联四极杆的弱项,即全扫描模式下的低灵敏度和低扫描速度,当和UHPLC联用时,将可在一次实验中同时定量和定性确证,实用性强。tMRM扫描模式特别适用于目标多肽的绝对定量分析。

  第四大创新是高频四极杆质量分析器的使用。目前市面上普通的四极杆频率一般都小于1兆,高频四极杆的优势在于质量轴稳定度、质量分辨率都会大幅度提高。比如6490三重串联四极杆液质联用仪的灵敏度高达zeptomole(10-21摩尔)级,在会议介绍上笔者看到1pg利血平的灵敏度信噪比(S/N)超过了10, 000。

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后来者居上 强势进入液质市场

  相对于市场几家质谱公司,安捷伦是较晚进入三重串联四极杆液质联用领域的厂家。但从06年推出第一台产品至今,短短四年时间,安捷伦的三重四极杆液质联用仪目前已是市场占有率领先的产品,并且每年保持超过两位数的业务增长率。该产品线的销售比例占到安捷伦整体液质产品的一半.那么,Agilent公司是凭借什么优势能够在如此短的时间内得到客户的信任,取得如此骄人的成绩呢?李博士给出的答案是:

  第一,性能方面的优势。一般购置三重串联四极杆液质联用仪的用户,主要都是针对复杂基体进行低浓度目标化合物的定量分析研究,面临的大都是高通量的样品分析,所以用户首先最为关心的便是仪器的灵敏度、可靠性和耐用性这三方面。安捷伦推出的各款仪器都在这几方面很好地满足了用户的需求。

  第二,仪器高度一体化的优势。对于液质联用系统来说,分离和检测同等重要.如果能将分离和检测很好地结合在一起,那么将大大提高结果的准确度和精密度。安捷伦公司是唯一能够提供全系列液相色谱、液相色谱-芯片,毛细管电泳以及多种质谱系统的厂商,可为用户提供最完整的分析平台。

  第三,软件方面的优势。安捷伦公司在1997年率先推出人性化化学工作站,很多用户都表示安捷伦的工作站易学、好用。安捷伦公司将这种优势传承下来,目前所有的液质软件都采用的是图形化界面。对于常规检测实验室来讲,分析人员能够在很快的时间内便可以掌握仪器的操作。

  第四,应用解决方案的优势。安捷伦根据不同用户的不同要求,推出了针对食品安全、环境分析、法医科学、药物分析等领域的流程解决方案(Workflow Solution),帮助用户解决从样品前处理到分析方法开发,再到检测结果的所有分析需求。

  第五,安捷伦是最早在中国建立应用实验室的厂商。2000年,安捷伦是首家在中国建立应用实验室的厂商,这个模式正在被所有的厂商借鉴,并且是方兴未艾。经过十年的发展,安捷伦公司目前已在北京、上海、成都建立了三家卓越客户中心(COE),每个卓越客户中心都配备了各种分析仪器以及应用化学家(中国有15位专门负责液质应用的化学家)协助用户掌握仪器的使用,这也是安捷伦公司最大的优势之一。与之前的应用实验室相比,卓越客户中心的支持范围更广,不仅仅只是为客户检测样品,同时还涉及到给用户提供全方位的培训、方法的开发合作等。

  第六,完整的售后服务体系。安捷伦是分析仪器界中唯一获得ISO9001服务体系认证的厂家,给用户提供7天24小时的服务保障。这代表着安捷伦的技术服务更加完整、全面、及时和标准化,对用户来讲,可以更为放心地购买安捷伦公司的产品。

 

市场战略清晰明确 具备一支强大的液质团队

  了解李平博士的人知道,他在2000年以质谱专家的身份加入安捷伦,在此之前,他有十年的质谱使用经验;而在加入安捷伦后,他的第一个工作就是质谱应用工程师。2000年的安捷伦,液质产品很少,只有一款单级四极杆LC/MS,那时液质的销量很少,因此很多用户都不认为安捷伦是质谱公司。经过十年的发展,安捷伦不仅出了四大系列的液质产品,而且已经成为了全球最重要的液质供应商之一。比如,2009年安捷伦的液质销量已经是国内第一。所以,当记者请李平博士谈谈感受,分析一下安捷伦为什么会成功的原因时,他有很多话要告诉记者。

  首先,安捷伦公司的战略非常清晰、明确并且具有持久性,可以敏锐地洞察市场的需求。其次,安捷伦作为一个综合性的仪器公司,有一支非常专业的液质队伍:液质销售专员、液质应用工程师、液质售后服务工程师这三个团队共同组成了液质联用产品线的整体队伍,一同推动安捷伦液质的发展。在安捷伦强大的售后服务体系下,前线销售人员对产品有非常强的信心,从来不会有“卖了仪器售后服务不好被用户指责”的担忧,又进一步促进了安捷伦的销售。

  安捷伦公司有着很强的技术储备,一直都非常关注分析化学家的 3S+2A愿望(3S:Sensitivity,Selectivity,Speediness,2A:Accuracy, Automation,即:灵敏度、选择性、高通量+准确、自动化)。关于技术储备,笔者也深有同感,十几年前,笔者有幸认识安捷伦研发部门的一位国际公认的TOF专家(现在他还在安捷伦),当时安捷伦并未向市场推出任何TOF质谱;而今日安捷伦在Q-TOF市场的地位绝不可小觑。其实,李平博士本人也是一个精通各种质谱的专家,所以安捷伦不仅储备了技术,也储备了人才。安捷伦的产品往往并不是第一个推出来的,但只要一经推出,便会以最快的速度占领市场,满足各领域用户的需求。正所谓“不鸣则已,一鸣惊人。”李平博士由衷感慨:“原来大家都只认同色谱安捷伦第一,而现在我们可以自豪地说:液质联用安捷伦第一!”

 

强大的技术支持力量 帮助用户完成各种分析挑战

  当谈到安捷伦三重四极杆液质联用仪在国内的使用情况如何时,李博士很兴奋地举例了很多实验室,“我们在国内已经有很多用户,其中不少用户连年购买了安捷伦多套三重四极杆,比如山东出入境检验检疫局技术中心,这证实用户非常认可安捷伦三重四极杆仪器在性能和服务方面的优势,也从侧面反映了用户对安捷伦仪器的忠诚度。”除了质检总局,国内许多政府检测实验室都在使用安捷伦的三重四极杆质谱仪,如国家食品安全监督检验中心,该所是2008年国家认定的奥运食品安全检测实验室,已经连续购买了三台安捷伦三重四极杆液质联用仪。该检测中心领导表示,跟安捷伦合作,就是两个字——“放心”。去年,潍坊检验检疫局与安捷伦建立合作实验室,利用安捷伦三重四极杆液质联用,在贸易壁垒的技术之争中打了一场漂亮的胜仗。2009年12月22日,欧盟发布预警,通报德国官方实验室在我国山东潍坊乐港食品股份有限公司出口联盟的熟制鸭肉中检出“莫西菌素”。潍坊进出口检验检疫采用安捷伦公司的两台三重四极杆液质联用仪(欧盟采用的是液相荧光法),复检后再次确认食品中未含有“莫西菌素”,欧盟最终撤回了检出“莫西菌素”的预警。这次事件,成为我国在应对欧盟技术性贸易壁垒的攻坚战中的首场胜仗。

  通过上述用户的真实使用情况和反馈,充分体现了安捷伦对仪器性能、可靠性和耐用性的保障。不管用户有什么样的应用需求,安捷伦都会利用自己现有的卓越客服中心和强大的应用技术支持力量,帮助用户应对各种分析挑战。

 

液质联用系统的发展趋势

  液质联用技术在90年代随着电喷雾离子源的推出得到了高速的发展,尤其是在生命科学领域。经历了20多年的发展历程,目前液质联用技术已经普遍应用于各个领域中,包括食品、环境、法医、药物分析、蛋白质组学等。李博士接触质谱已有20多年,可谓是一个质谱的玩家,也是质谱的Fans,几乎使用过所有的质谱仪器,对质谱的发展历程有着非常深刻的体会。当谈到液质联用系统今后的发展趋势时,李博士谈及了自己的几点看法:

  第一、高通量。随着质谱技术发展,质谱将会成为一个常规的分析工具,达到高通量分析是质谱技术发展的关键,所以需要仪器的采集速率快、稳定性好、耐用性好(不停机)、易于使用。

  第二、仪器的小型化。质谱已从最初的落地式发展成为台式机,随着车载实验室和移动实验室的快速发展,将来会有更多的移动实验室装备质谱仪,这就需要质谱在体积、抗震和耗电量方面作出进一步的改进。

  第三、接口的多元化。除了和液相色谱能够联用以外,随着质谱的发展,还需要和毛细管电泳、芯片色谱以及常压的离子源(DESI)进行联用,进一步扩宽质谱的应用范围。

  第四、高灵敏度。“3S+2A”的一个首要要求就是灵敏度,组学、生物标志物、痕量有害物质检测等应用上的要求,促使质谱仪持续不断地提高灵敏度。随着技术的不断创新,质谱仪器的灵敏度还会不断地提高。

  第五、扩宽应用领域。在质谱的应用方面,除了食品,法医、药物、蛋白质等领域外,质谱还可以在临床检测、遗传代谢物监测以及生命科学等领域得到更为广泛的应用。比如在临床检测中,利用质谱实时监测血药浓度,指导移植手术后免疫抑制剂的用量。

 

对中国研发制造质谱的一点看法:道路漫长、需要团结

  最后,记者请李平博士以质谱专业人士的身份,谈谈当前大家关心的中国研发制造质谱的问题。李博士谈到:质谱不仅仅是单一的技术,它包括机械、真空、精密制造、电子、控制、软件等各种综合技术。虽然我国在质谱的研发上已有不少投入,但却没有任何一个完整的团队,都只是单兵作战,这样很难实现质谱的跨越式发展。想要生产出和欧美质谱厂家可媲美的产品,尤其是在液质联用上,还有很长的道路要走。针对我国质谱的发展,李博士提出了几点建议:(1)可以根据中国市场的需求量,研制一些小型化质谱,例如移动式四极杆和飞行时间质谱等;(2)由于质谱研制需要各种不同领域的人才,我国需要有一个完整的集团组织,通过自己独立研发再加上引进国外先进技术,大家分工合作,这样才能真正实现我国质谱仪器的发展。

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