2010年全国有机质谱会：大会报告

　　仪器信息网讯 2010年11月5日，2010年全国有机质谱学术会议进入大会报告环节。大会邀请的10个大会报告涉及生命科学、食品、环境及能源等领域，其中6个报告关于蛋白质组学及磷酸化蛋白质组学研究，1个报告关于食品中外源性化学物质研究，1个报告关于新药早期临床研究，1个报告关于石油组学研究，1个报告关于MALDI质谱成像技术的新进展。

　　从大会报告分布的领域可以看出，蛋白质组学尤其是修饰蛋白质组学是目前有机质谱研究的热点及前沿;食品、药物等对于人们生命安全有重大影响的领域也是有机质谱的重要应用领域之一;而有机质谱最早应用的领域石油，在经历了数年的“沉寂”之后，再一次成为推动有机质谱技术发展的推动力。以下笔者对10个大会报告做简短的概述，以飨读者!

　　蛋白质组学及修饰蛋白质组学研究

厦门大学赵玉芬院士

　　如今，蛋白质组学研究在全世界各地如火如荼展开，但是据报道，在美国食品药品监督管理局(FDA)批准的蛋白质相关产品中尚无一例能够在临床上通过质谱方法检测蛋白质来诊断疾病的实例。中国科学院北京基因组研究所刘斯奇研究员(孙海丹博士代做报告)在报告中指出，为了使蛋白质组学真正应用到临床，随着质谱技术在扫描速度、质量精度、分辨率、裂解方式及定量动态范围等方面的改进，近几年来，蛋白质组学研究已有了如下改变：(1)从广谱蛋白质定性研究转向定量蛋白质研究;(2)从广谱研究转向以锁定特定目标物的蛋白质组学研究;(3)从蛋白质组研究转向转录后修饰蛋白质组研究。对于蛋白质的定量而言，有标记的定量方法和非标记的定量方法。标记的定量方法是指同位素标记相对和绝对定量(iTRAQ)技术;而无标记的定量方法则包括基于色谱峰面积定量方法、以及利用二级离子信号的强度进行的MRM(多反应监测)检测等。尤其是MRM检测以前在小分子方面应用很多，近几年也被广泛地应用于大分子检测上。去年在加拿大的HUPO会议上就是iTRAQ技术占主流，而在今年悉尼的HUPO会议上铺天盖地的都是MRM和SRM(选择反应监测)技术，由此也可以大家已经把蛋白质定量的焦点转移到MRM及SRM上来。此外，刘斯奇研究员的报告中还提及，目前，世界各地实验室存在同类蛋白质定量不一致的情况，是否是因为制备材料不同、方法不同、仪器不同等原因导致结果不一致?科学家们倡议不同实验室联合，对样品的制备及分析过程实现标准化，以便使得蛋白质研究真正走向临床。

中科院生物物理所杨福全研究员 中科院大连化物所邹汉法研究员

　　正如刘斯奇研究员报告中所介绍的，目前，修饰蛋白质研究成为蛋白质研究的又一重点。大会报告中5位专家的报告都涉及到磷酸化蛋白质的研究。中科院生物物理所杨福全研究员介绍了目前磷酸化蛋白组学研究进展，其指出，蛋白质磷酸化是一种蛋白质翻译后修饰，磷酸化蛋白质分析的最大挑战是其含量较低及其离子化效率相对低，因此磷酸化蛋白质富集策略在质谱分析中很重要。目前，用于磷酸化蛋白质的富集策略有固定化金属亲和色谱(IMAC)、金属氧化物亲和色谱(MOAC)、化学衍生富集(PAC)等，研究证明单一的富集方法效果不好，而几种富集方法的串联和并联使用的策略，以及色谱预分离-富集串联的策略则有比较好的效果。而在磷酸化蛋白质鉴定和修饰位点分析中，主要的技术手段包括MALDI-TOF-MS和ESI-MS-MS等;而定量磷酸化蛋白质组学技术包括基于质谱技术的定量策略和基于同位素标记的定量策略。

中国科学院北京基因组研究所孙海丹博士  Wisconsin –Madison大学的李灵军教授

　　厦门大学赵玉芬院士则介绍了基于稳定同位素质谱技术在磷酸化蛋白激酶的反应机理的研究;中科院大连化物所邹汉法研究员介绍其研究的两种磷酸化蛋白质富集材料磷酸酯锆和磷酸酯钛在提高磷酸化蛋白质富集效率方面的作用;Wisconsin –Madison大学的李灵军教授则介绍了通过标记和非标记蛋白质定量方法研究两种环境致病的疾病的研究;北京大学生命科学学院的纪建国教授则介绍了神经性疾病磷酸化蛋白质的动态表达的变化。

军事医学科学院的杨松成教授 北京大学生命科学学院的纪建国教授

　　在此大主题下，来自军事医学科学院的杨松成教授介绍了MALDI质谱成像的新进展。上个世纪80年代，基质辅助激光解析电离新型离子源发明，1997年，美国Vanderbilt大学Caprioli教授首次报道了利用MALDI质谱成像，直接从大鼠的脑下垂体和结肠组织获得了蛋白质和多肽的生物分子图像，开创了分子成像组织学的新领域。目前，这项技术先前主要应用在蛋白质、多肽研究，现在又扩展到小分子如脂质和药物研究。其与现在广泛使用的放射自显影技术相比，具有不需要标记和探针、质谱成像时非靶向的、质谱成像可检测代谢物与药物、可以对整体动物组织进行成像等优点，其将在生物医学的基础研究中发挥作用。杨松成教授还指出，质谱成像技术除了MDLAI外，还有DESI(解析电喷雾离子化)和SIMS(二次离子质谱)，未来质谱成像技术将在仪器和样品前处理技术上改进，并向三位图像发展。

　　新药早期临床研究

北京协和医院临床药理中心的江骥教授

　　药物研究一直以来都是质谱的重要应用领域，来自北京协和医院临床药理中心的江骥教授则从新药早期临床研究对质谱技术的需求角度进行了介绍。江骥教授表示，新药研发的成本越来越高，特别是在进入二期和三期临床研究中，费用更是惊人。如果能在一期临床或更早之前就能判断新药的安全性与有效性，则可以大大地节约新药开发成本。因此，“微剂量”或者“0周期临床试验”的临床研究方法被西方国家权威机构所采纳。这种方法的好处是在 不会导致太大安全性问题的前提下可以获得直接来自于人体内药物代谢试验的第一手信息。这对于了解药物在人体内的安全性、有效性以及药物代谢情况，提高研究效率，降低研究风险成本，缩短研究周期具有重大意义。在这种情况下，人们对微量药物探测技术提出了更高的要求，除了同位素标记的正电子发射断层(PET)技术外，高灵敏度的LC-MS/MS及AMS(加速器质谱)成为了必然采用的方法。此外，由于当前的新药开发除小分子化合物外还包括生物制剂和中药制剂，这些则需要用到特殊的电离技术、高分辨质谱技术以及对海量药物代谢数据的处理和分析能力。

　　食品中外源性化学物质研究

中国检验检疫科学研究院食品安全研究所的杨敏莉博士

　　食品中外源性化学物质是指在农产品种植、养殖、加工等过程中加入的化学品，或因环境因素引入的有害化学物质，包括农药兽药残留、真菌毒素、包装材料中的有害化学物质、食品添加剂及重金属等。国际和我国对食品中外源性化学物质的限量日益严格，给检测提出了挑战。中国检验检疫科学研究院食品安全研究所的杨敏莉博士介绍了食品中外源性化学物残留确证技术研究、食品中未知添加物质的筛查技术研究、车载气相色谱/质谱仪应用研究、有机质谱痕量分析质量控制技术研究等四方面介绍了有机质谱在食品检测中 的应用。同时杨敏莉博士对应用于食品检测的质谱技术提出了需求展望：不同公司检测参数统一、数据库接口开放、更易于维护、电离效率改善、高选择性和灵敏度、复杂基质直接分析。

　　石油组学研究

中国石油大学(北京)重质石油国家重点实验室的史权教授

　　质谱技术发展与石油化学有着紧密的联系，1942年美国加州大西洋炼厂购买了一台美国联合电力公司的CEC-21-101型低分辨单聚焦质谱计，这是世界上第一台用于有机分析的商业质谱仪，因此可以说石油化学工业是有机质谱的最早用户。中国石油大学(北京)重质石油国家重点实验室的史权教授介绍到，据文献报道，上世纪八十年代，石油分析遇到的挑战——石油极性大分子的组成分析，当时的技术GC、LC、NMR、MS等技术都不能解决这个问题，石油分析的发展遇到了瓶颈，而此时生命科学研究兴起，同时石油公司也认为该做的研究工作都已完成，从而导致了一大批质谱学家转到了生命科学领域。

　　但是到了上世纪90年代， FT-ICR-MS(傅里叶变换-离子回旋共振质谱)的分辨率超过了磁质谱，于是有人尝试用该质谱技术用于石油重组分研究，但是在石油分析最关心的杂原子含S、N、O等杂原子烃类化合物的分析还是难有突破。2000年时，诺贝尔奖金获得者发现化石燃料可以在ESI电离源中电离，这给从事石油分析的研究人员带来了信心。随后，科学家们在此基础上，利用FT-ICR-MS做了大量的研究工作，提出石油组学的概念。2007-2009年，世界上各大石油公司如阿美石油、美孚、壳牌、中石化等相继购买了FT-ICR-MS进行石油组分分析。目前，我国最高端的FT-ICR-MS 是9.4T FT-ICR-MS。最后，史权教授认为，有机质谱技术将在有机地球化学(石油成因机理、成藏过程)、采油过程化学(石油开发过程中的界面化学)及石油转化化学(石油组学、分子炼油)等三方面发挥重要作用。

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