2016年11月11-12日,由中國質譜學會主辦、華質泰科生物技術(北京)有限公司承辦的“2016第四屆中國原位電離質譜會議(AIMS2016)”在廣州白天鵝賓館召開。本屆會議涵蓋原位電離質譜技術前沿基礎、原位電離質譜小型化、原位電離質譜產業化和原位電離質譜技術應用新趨勢的四大主題,吸引了兩百余位國內外專家學者、高校及科研機構的研究人員、儀器廠商等代表的積極參與、熱情討論。與會嘉賓分享了原位電離質譜技術的新理念和新熱點,共同推動了實時科學與質譜先進技術的整體發展!
圖:中國廣州分析測試中心、廣東省測試分析研究所所長 陳江韓 教授
在第四屆原位電離質譜會議開幕式上,中國廣州分析測試中心、廣東省測試分析研究所所長陳江韓上臺致歡迎辭。隨后的2天時間中,29位演講人就不同的主題方向帶來精彩紛呈的大會報告。其內容包括原位電離技術在食品藥品、脂質組學、蛋白質組學、小分子、組織成像、能源、材料、法醫物證等領域的應用。同時,大會還設置了兩場專題討論環節(Panel Discussion),分別從原位電離技術前沿基礎及產業化兩個方面入手,引發嘉賓及參會代表的熱烈討論。
接下來,請大家一睹演講嘉賓的華麗陣容!
原位電離前沿基礎(1):進展與展望
圖:中科院長春應化所、吉林省人參科學研究院 院長 劉淑瑩 教授
題目:The Analysis of Ginsenosides and Oligosaccharides by Using Mass Spectrometry
人參皂苷與寡糖的質譜分析
人參皂苷及寡糖結構復雜,利用電噴霧多級質譜結合 PMP 標記識別鑒定皂苷和寡糖的結構甚至異構體的分離。利用固相甲基化、氘代衍生及 DART-MRM 多反應離子檢測定量人參中皂苷及寡糖。
圖:美國 JEOL 公司資深科學家、產品經理、DART 共同發明人 Chip Cody 博士
題目:DART and Ambient Ionization: Solving a Wider Range of Problems
DART 及原位電離解決更寬廣的問題
DART 發展至今,已經在諸多領域中有廣泛應用,如大多數小分子,烷烴和醇類,復雜基質中的組分,以及最近頻繁出現的熱裂解 DART 對物料的分析等。對于 DART 尚不能解決的難題,可借用其他原位電離方式如“入口離子化”或“紙噴霧”來補充 DART,以解決更寬廣的問題。
圖:國立中山大學化學系 謝建臺 教授
題目:Ambient Mass Spectrometry for Emergency Management and Clinical Diagnosis
原位質譜與應急管理和臨床診斷
熱脫附電噴霧 TD-ESI-MS 探針可用于30秒內鑒別唾液或糞便中的毒物或藥物,無需樣品制備,快速輔助急診或 POC 需求。藥物經代謝及排泄分布于皮膚表面,利用該技術可快速成像局部皮膚或完整生物體。報告同時也介紹了 TD-ESI 在培養皿生物標記物發現中的應用。
圖:美國 Advion 公司聯合創始人兼CSO Jack Henion 博士
題目:How to Couple nESI with Applications from Classical LC/MS to Novel Surface Imaging
納噴與經典 LCMS 的組合用于表面原位成像
報告聚焦優勢明顯的低流速 ESI 尤其是100-600 nL/min的納噴。納噴存在難以自動化和不穩定因素。芯片多通道納噴機器人,結合在線 nanoLC-MS 及餾分收集和隨后的長穩納噴注射,提供信號累加和豐富的 MS/MS 實驗流程,包括 LESA 液滴萃取表面成像和新近開發的 LESA Plus 升級版表面分離成像,提供優異的食品、藥物、環境和醫學研究工具。
圖:東華理工大學 陳煥文 教授
題目:Quantification of Clenbuterol and other β-Agonists in Tissues by iEESI-MS
iEESI-MS 定量檢測組織內多種瘦肉精成分的研究
質譜技術由于其出色的靈敏度、準確的分子結構定性及痕量物質定量分析性能而廣泛地用于食品、醫學、環境等領域。內部萃取電噴霧電離質譜(iEESI-MS)技術為直接獲取樣品內部痕量物質分子信息提供了可行的思路。采用 iEESI-MS 技術分析樣品組織時,能在組織內部進行化合物的萃取并在組織樣品表面形成噴霧電離,因而在無需樣品破碎、研磨等預處理的情況下快速獲得組織內部化學成分信息。目前,iEESI-MS 已成功實現多種動植物組織中生物分子的快速檢測,甚至有望于進行手術中癌變組織的快速質譜鑒別。
圖:香港理工大學應用生物與化學科技系 姚鐘平 教授
題目:Electrospray Ionization on Solid Substrates: Mechanistic Studies and Applications
固體基質下的電噴霧離子化:機理研究與應用
不同于傳統的溶液 ESI,固體基質的 ESI 樣品直接滴蘸到比如木簽上離子化。化合物或蛋白質在纖維基質上離子化的同時可直接根據大小和電荷分離,報告中闡明了其機理與應用。
原位電離前沿基礎(2):新技術新方法
圖:加拿大英屬哥倫比亞大學 David D.Y. Chen 教授
題目:Capillary Electrophoresis and Capillary Isoelectric Focusing Coupled to Mass Spectrometry for Biomolecules
生物分子的毛細管電泳和毛細管等電位聚焦結合質譜
David D.Y. Chen 教授介紹了利用流過式微容器接口連接多種商業質譜儀,從而實現生物大、小分子的 CE-MS 分析的最新成果。目前研究方向為采用該接口技術實現 CIEF(Capillary Isoelectric Focusing)-MS 聯用,分析復雜的糖基和完整蛋白質混合物。
圖:美國西伊利諾伊大學化學系 Liguo Song 博士
題目:Ionization Mechanism of Positive-Ion Nitrogen Direct Analysis in Real Time
正離子氮氣 DART 的離子化機理
宋立國博士主要從氮氣 DART 的離子化機理出發,分析了氮氣離子化的過程,并對氮氣 DART中極性化合物、非極性化合物生成的不同種類加合離子進行了分析,為 DART 應用指明了新的方向。
圖:中國核工業建設集團公司 石磊 博士
題目:Instrumentation of High Resolution Hydrogen Isotope Mass Spectrometer
高分辨氫同位素質譜儀研制與應用
石磊博士介紹了團隊設計和研制高分辨氫同位素質譜(HR-GMS)的整個過程,并對該儀器的主要構成、背景及實驗結果進行了介紹。高分辨氫同位素質譜儀的研制成功,對于核聚變反應、高溫氣冷堆產氚、環境監測等領域具有重要的作用。
圖:威斯康星大學藥學院 李靈軍 教授
題目:MALDI Mass Spectrometric Imaging (MSI) of Endogenous Signaling Molecules in Biological Systems
應用 MALDI 質譜成像技術對生物體系中內源性信號的分析
李靈軍教授介紹了 MALDI (基質輔助激光解吸)質譜成像技術在生物體系中內源性信號的最新進展。尤其是對一些生物系統中廣泛的分子信號進行了成像和分布標記,并重點闡述了質譜成像技術在蛋白質組學、多肽組學和代謝組學中的重要性和面臨的挑戰。
演講人:華大基因聯合創始人兼副總裁 劉斯奇 教授
題目:Assessment Towards Mutated Peptides at Large Scale: A Direction of Precise Cancer Medicine
大規模肽突變評估:精準癌癥醫學方向之管見
劉斯奇教授結合全球最大的基因組學研發機構-華大基因的發展經歷,指出大規模肽突變評估將是未來精準癌癥醫學的主要發展方向。
圖:美國Prosolia 公司總裁兼CEO Justin Wiseman 博士
題目:Uncovering Disease Pathology using Ambient Mass Spectrometry
原位電離質譜用于揭示疾病病理學
Justin Wiseman 博士主要介紹了原位電離質譜尤其是 DESI 和 Flowprobe 分析方法的設計和在病變組織樣品的脂質代謝產物分子成像中的應用。此外還介紹了利用 DESI 及 Flowprobe 結合淌度 FAIMS 裝置實現組織樣品分子成像的最新進展。
原位電離產業化應用
圖:加拿大渥太華大學 Daniel Figeys 教授
題目:Mass Spectrometry for the Study of Human-Microbiome Interactions
質譜與人類微生物組相互作用
報告中主要介紹了質譜用于人類-微生物組學的相互作用研究最新進展。目前研究宿主微生物組學的相互作用主要依靠基因組學來實現,因為宏蛋白組學缺少分析工具和覆蓋面。其團隊利用最新的生物信息學工具和方法實現了快速研究微生物組。首先利用最新的生物信息學方法識別微生物中的蛋白質,然后用質譜法評估不同化合物對不同微生物個體的影響,從而實現對微生物處理方法的快速評估。
圖:美國伯納姆醫學研究所、浙江中醫藥大學 韓賢林 教授
題目:Novel Developments and Applications of Shotgun Lipidomics for Biomedical Research
鳥槍法脂質組學最新進展及在生物醫學中的應用
韓賢林教授在報告中介紹了鳥槍法脂質組學平臺(MDMS-SL)擴展到針對聚磷酸肌醇(PPI)分子種類的研究,及甲基化模式識別硫酸根位點等,應用于糖尿病鼠模型研究。
圖:國立臺灣大學化學系 徐丞志 助理教授
題目:Visualizing Life Using Ambient Ionization Mass Spectrometry Imaging
常壓游離法與生物醫學質譜影像之應用
質譜的蛋白質成像過往主要采用利用基質的 MALDI 技術。無基質技術如常壓游離法(原位電離)是新近興起的成像技術,比如 DESI 對脂質及代謝物特效,但對蛋白質通常無視。報告中開發了 nanoDESI 結合倒置顯微鏡,可解決生物組織的蛋白質成像而又不需要樣品制備。
圖:美國IonSense公司總裁兼CEO Brian Musselman 博士
題目:Ten Years Later: The Evolution of Ambient Ionization to High Throughput Mass Analysis
十年磨一劍:原位電離演化為高通量質量分析必備
DART 及 DESI 自 2005 年前后的開創性商業化以來,文獻發表的原位電離技術應用主要集中在小量生物樣品的直接快速分析。隨著化學合成譜庫、生物分析多孔板的應用等高通量分析需求日盛,相應的硬件、軟件不斷被開發出來。其中三個方面的進展值得一提:96-孔板樣品高通量掃描硬件的開發和商業化、HPTLC 高效薄層板的兼容性模塊的使用、以及聲波快速皮升級(pL)點樣結合連續 DART 電離技術。
圖:中科院上海有機化學研究所 郭寅龍 教授
題目:Development of Carbon Fiber Ionization Technique
碳纖維離子化技術的開發與研究
針對 ESI 和 EI 存在的一些不足,開發出基于碳纖維的新型離子源方法。其特征在于:無需氣體輔助和高溫,依靠碳纖維出色的樣品分散能力,以及在高電壓條件下高效形成樣品離子,獲得傳統電噴霧和電子轟擊質譜技術難以獲得的高質量質譜分析結果。
圖:南京師范大學 李紅麗 副教授
題目:Rapid Detection of Bacterial Endotoxins in Ophthalmic Viscosurgical Device Materials by DART-MS
眼科粘性裝置細菌內毒素的 DART-MS 快速測定
脂多糖類細菌內毒素威脅人類眼部健康,報告中介紹 DART-MS 分析透明質酸鈉、飛水溶性 PFO、及硅油材質的眼科裝置污染。復雜結構的大分子毒素(1 到 4 萬分子量)在 DART 作用下解離為可視小分子,該方法可檢出醫用材料的水溶液中低至 0.03 ng/mL的毒素。
圖:賽默飛世爾科技(中國)有限公司,色譜與質譜部 黃浩然 應用工程師
題目:DART- LTQ and DART- Q Exactive Focus for API and Drug Formulation Testing
DART 與 LTQ 離子阱和 QE Focus 超高分辨質譜聯用在原料藥及制劑快速鑒定中的應用
報告中分別介紹 DART 離子源與賽默飛 LTQ 離子阱質譜和 Q Exactive Focus 超高分辨率質譜聯用的兩種方法,結合 ToxFinder 應用軟件和相關數據庫,可對原料藥(如藥片)中的特征成分進行快速準確地鑒別和確認。
圖:中國廣州分析測試中心 楊運云 副研究員
題目:Coupling Micro-extraction with Ambient Mass Spectrometry
微萃取與常壓敞開質譜聯用技術
微萃取與常壓敞開質譜聯用技術的研究和應用日益廣泛,已成功實現的與解析電噴霧電離(DESI)、實時直接分析(DART)、解析電暈束電離(DCBI)、低溫等離子體探針(LTP)、紙質電噴霧(PS)等常壓敞開離子化技術的聯用。同時,新型的基于固相微萃取的常壓敞開式離子化技術正迅速發展成為從復雜基質樣品中快速萃取痕量目標化合物并直接進行常壓敞開質譜分析的有效手段。
原位電離行業應用與方法定制
圖:中國科學技術大學 潘洋 副教授
題目:Photoionization Mass Spectrometry and Its Applications
原位光電離催化反應質譜技術及應用
光電離是一種利用光與物質相互作用并使待測物發生電離的技術。低壓光電離(LPPI)一般發生在低壓環境,無需使用摻雜氣體,而是利用光輻射使待測物直接電離。LPPI 是“軟”電離技術,適用于極性和非極性分子,可用于在線分析,近年來在質譜分析領域越來越得到人們的重視。報告中將該方法成功應用于檢測合成器催化轉化中生成的乙烯酮等活潑中間產物,為揭示費-托合成催化反應新機理提供了關鍵證據。
圖:中國檢驗檢疫科學研究院 馬強 副研究員
題目:Studies on Ambient Mass Spectrometry as Rapid Testing Tools for Product Quality and Safety
基于原位電離質譜的產品質量安全快檢技術研究
報告聚焦化妝品、食品、玩具、兒童用品等產品質量安全問題,針對不同類型、不同基質的樣品中的高風險、高關注化學危害物質,采用紙噴霧、萃取納升電噴霧、毛細管彈狀流微萃取等原位電離技術,開發了一系列便捷、高效、無需樣品前處理的快速檢測方法,滿足公共安全突發事件中現場快速檢測的實際需求。
圖:中國石化北京化工研究院 孫姝琦 博士
題目:Rapid Analysis of Additives in Polymer
聚合物中的添加劑快速篩查
對于聚丙烯產品中的小分子極性添加劑的檢測,報告中采用了能夠在常壓下直接進行離子化的實時直接分析離子源(DART)方法和大氣壓化學電離方法(ASAP),選擇幾十種有代表性的抗氧劑等添加劑作為研究對象,建立聚合物中多種添加劑的 DART-MS 和 ASAP-MS 快速分析方法。DART 和 ASAP 方法不需要復雜的前處理過程,幾秒鐘內就能得到檢測結果,滿足了原位、在線、實時、高通量、低耗損、無損檢測、綠色環保等要求,適合高通量樣品的分析。
圖:沃特世科技(上海)有限公司 郟征偉 高級應用科學家
題目:DESI-MS Imaging and Advanced Applications
如何獲得一張基于質譜信息的成像圖–解吸電噴霧 DESI 電離的最新應用進展
解吸電噴霧電離(DESI)是一種快速的大氣壓環境下的質譜成像技術,可在同一樣品表面上依次進行多次成像分析。報告中還介紹了利用 DESI 成像技術在監測整個組織或器官中各類化合物的分布情況,應用于指紋的司法鑒定,微生物成像,植物樣品中活性成分或代謝產物分析等方向的應用。
圖:浙江工業大學 王麗麗 教授
題目:Rapid Analysis of Ginkgolic Acids in Ginkgo Biloba Powder by Direct Analysis in Real Time-Mass Spectrometry
實時直接分析-質譜法快速分析白果粉飲品中的銀杏酸
銀杏提取物中的烷基酚類物質有不同程度的殘留,具有致敏性和致突變毒性,對人體具有一定危害。目前的液相色譜檢測方法耗時較長,報告中開發出一種快速、簡便地分析銀杏葉提取物及白果飲品中的銀杏酸的方法,即 DART-MS 法。該方法適用于大批量銀杏葉制劑、銀杏果飲品中銀杏酸的半定量分析。
圖:上海公安局物證鑒定中心 張玉榮 副主任
題目:Fast Screening of Illicit Drugs and Toxic Compounds by IMS-DART-TOFMS
IMS 與 DART-TOFMS 結合快速篩查毒品和毒物
分別采用離子遷移譜(IMS)和實時直接分析飛行時間質譜方法(DART-TOF-MS)在正離子模式下對53中常見毒品及毒物進行分析。通過兩種技術的聯用,在常溫常壓下,無需對體外檢材進行任何前處理,運用建立的篩查數據庫,即可快速準確地鑒別出體外檢材中的毒品毒物。該方法應用于實際案例分析,具有實際應用價值。
圖:中國計量科學研究院 馮流星 副研究員
題目:A Novel Absolute Quantitative Imaging Strategy of Iron, Copper and Zinc in Biological Tissues by Isotope Dilution Laser Ablation ICP-MS
同位素稀釋激光燒蝕 ICP-MS 絕對定量成像生物組織中的鐵銅鋅
馮流星副研究員在報告中介紹了同位素稀釋激光燒蝕 ICP-MS 新技術,并將該技術應用于對生物組織中鐵銅鋅的絕對定量以及成像。
圖:東華理工大學 徐加泉 博士
題目:Online Electrochemistry-MS Techniques for Rapid Analysis of Metallic Materials
電化學-質譜聯用技術在金屬材料快速分析中的應用
徐加泉博士介紹了電化學與質譜聯用的新技術,并將該技術成功應用于金屬材料中銅、鐵、鋅、鋁的快速分析。
圖:暨南大學質譜儀器與大氣環境研究所 高偉 博士
題目:Instrumentation of Linear Ion Trap TOFMS and Ambient Mass Spectrometry
線性離子阱飛行時間質譜儀的研制及與敞開式電離源的聯用
高偉博士介紹了其團隊開發的一款線性離子阱飛行時間串聯質譜(LIT-TOF)。該技術采用了模塊化設計,其大氣壓接口可以根據不同的需求進行更改,可實現對不同離子源很好的耦合。
Panel Discussion
圖:Panel Discussion 現場
圖:會議現場
圖:墻報展示
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