2016长春国际质谱研讨会：深谈质谱基础理论 聚焦生物样本分析

　　仪器信息网讯 2016长春国际质谱研讨会于2016年7月30日-31日在吉林大学召开(相关新闻：2016长春国际质谱研讨会开幕 专家共贺吉林大学70周年庆)。探讨气体相离子化学、离子化和离子碎裂机理等质谱基础理论是此次研讨会的核心主题。来自美国、加拿大、 韩国、香港及国内高校、研究所的著名质谱理论和应用专家围绕17个分享报告展开了深入研讨。吉林大学化学学院的硕、博研究生们也参与到了本次活动的学习和交流中。

研讨会现场

美国加利福尼亚大学Joseph A. Loo 报告题目《Native Mass Spectrometry and Top-Down MS for the Characterization of Protein Interaction》

　　采用ESI在非变形溶液条件下用质谱分析生物分子被称为“native”MS。Joseph认为自上而下质谱是分析蛋白序列的好方法。“我们用FT-ICR MS分析配体结合位点，得到大量数据信息用以分析大蛋白复杂化合物。我们团队通过ECD/FT-ICR MS研究在神经组织退化疾病如阿耳茨海默症、帕金森症中化合物分子的反应机理。除此之外，红外多光子解离(IRMPD)、紫外光解离(UVPD)、电子离子化解离(EID)等方法能够从不同侧面提供更全面的结构信息。” Native 自上而下MS分析得到了蛋白质的很多复杂信息，虽然膜蛋白的确给Native MS分析带来了不小的挑战，但FT-ICR MS的多种灵活使用方法使得膜蛋白精确分析问题得到了解决。

美国北伊利诺伊大学Victor Ryzhov 报告题目《Metal ion complexes of amino acid and peptide radicals: Structure and reactivity》

　　蛋白质中的半胱氨酸能够从Cα获得氢原子的自由基的能力。由于移动质子的释放，使用金属离子作为电荷来源具有一定优势。Victor团队的研究，包含表征氨基酸和肽段中的金属离子对半胱氨酸自由基的阳离子化过程。复合物的反应过程通过离子分子反应(IMR)经四极杆串联离子阱质谱等仪器设备来监测。通过IMR和IRMPD分析，该团队的研究者发现了Cys自由基与Li+、NA+、K+的复合物。这些物质仍保留了硫基自由基,(N,O,S)可与金属离子配位。

　香港大学Ivan K. Chu 报告题目《Radical-Mediated Peptide Tyrosine Nitration: Fundamental, Bioanalytical and Neurodegenerative Proteomics》

　　经Ivan介绍， PTN是一种在活体硝化应激条件下蛋白质自由基介导翻译后修饰。团队对导致邻位酪氨酸硝化位点特异性的详细机理进行了研究探索。该团队通过一套包括离子化学、以MDLC-MS为基础的蛋白组学研究、MRI成像、免疫组学研究等在内的综合方法研究了自由介导酪氨酸硝化理论。

　北京大学刘虎威教授 报告题目《Lithium-rich composite metal oxide used as SALDI-MS matrix for the determination of small biomolecules》

　　刘虎威研究团队成功合成了分析生物小分子的富锂金属氧化物SALDI基质，并成功采用SALDI-MS分析了Li_1.2、Mn _0.54、Ni_0.18、Co_0.13、O₂五种生物小分子。SALDI基质需要同时满足离子化辅助试剂和能量传导体的身份。该团队还通过SALDI和新基质研究了药物、低聚糖、脂类和肽等小分子生物物质，均得到了满意的信号。此方法快速简单，仅需将待测物与分析溶液混合，滴在MALDI靶板上测定即可。

东华理工大学Konstantin Chingin 报告题目《On the Preservation of Noncovalent Protein Complexes During Electrospray Ionization》

　　ESI-MS在蛋白质配合物的定量分析仍存在一定争议，使用ESI-MS和使用其他方法得到结果不同。同样蛋白配合物在实验室间得到的结果也常常不一致。Konstantin通过分析几种液滴离子化技术讨论了非共价键蛋白配合物的离子化过程。

南开大学孔祥蕾教授 报告题目《IRPD Spectroscopy of Metal Cationized Ions Generated by MALDI Source》

　　孔祥蕾教授介绍了一种MALDI与IRPD技术结合得到阳离子化金属离子IRPD信息的新方法。石墨烯是此方法中的MALDI基质。该方法与H/D交换结合，通过观察IR峰识别发色基团。研究发现，相比ESI方法产生的[Arg+Rb]+，该方法中产生的[Arg+Rb]+含更高的内能。

韩国延世大学Myeong Hee Moon 报告题目《Field-flow fraction with MS for Proteomic Analysis: Glycoproteins, Subcellular Organelles,& Exosomes》

　　FFF是一种可以分离以大小分类的物质的方法，包括蛋白质、DNA、细胞等在内的巨型生物分子的分离。FIFFF是FFF的一种变化形式。Myeong介绍了以颗粒大小分离糖蛋白的FIFFF法的应用，反应利用中空纤维酶反应器与nLC-ESI-MS/MS实现在线消化和定量。报告中还探讨了将该方法用于前列腺癌尿样的胞外体、细胞外分泌物分析。

南京大学刘震教授 报告题目《Molecularly Imprinted Materials-based Extraction: Ideal Partner of Mass Spectrometry for Efficient Identification of Targeted Proteins in Complex Biological Samples》

　　用质谱做蛋白质定量时，表面蛋白种类多，从而会大大影响目标蛋白的离子化效率，故采用质谱分析蛋白质时样品前处理过程非常重要。分子印迹方法在亲和分离、疾病诊断、化学传感等应用中非常受欢迎。刘震教授介绍了团队在含糖化合物印迹方面研究的几种新方法。这些方法能够通过分子印迹鉴别一类而非一种特定蛋白质。分子印迹材料可在特定蛋白样品处理时有效地吸附。

北京大学副教授白玉 报告题目《Metabolomic Analysis of Mouse Embryonic Fibroblast Cell in Response to Acute Starvation with and without Atg7》

　　Atg7(自噬相关蛋白质)在自噬过程中起着重要作用。Atg7在反应中的信号通路已经有研究阐明，而Atg7对细胞饥饿条件下代谢组学反应的影响尚不清楚。白玉副教授介绍了通过分析MEFs(鼠胚胎纤维源细胞)探索依靠Atg7的自噬代谢机理，并发现了30多种与细胞饥饿相关的代谢产物。该研究还表明，自噬的缺乏会引起TCA循环的钝化，这导致细胞会在突然饥饿情况下迅速衰亡。

中国科学院大连化学物理研究所许国旺教授 报告题目《LC-MS based Metabolomics Method for Large Scale Sample Analysis and Metabolite Identification》

　　UPLC-MS是当今最为普遍的代谢组学分析途径，但其常规分析的效率和重现性并不能满足分析需求。筛查中仅有1.8%的物质质谱信息能得到准确鉴定。面对这情况，许国旺团队开发了面对大规模代谢组学样品时，通过UPLC-MS的代谢组学综合分析方法，这其中包括前处理中去除蛋白质的方法。快速UPLC-MS分析方法每天能分析96个样品并得到大量的组学数据。分析得到的代谢组学数据库包括2000种常见代谢物的保留时间、MS和MS/MS信息，可用于代谢产物鉴定分析。

中国科学院大连化学物理研究所张丽华教授 报告题目《Improved Accuracy, Coverage and Throughput for Proteome Quantification》

　　张丽华教授在报告中介绍了几种蛋白质组学研究中的定量新方法。免标记法蛋白组学定量中该团队在样品处理中采用辅助离子液过滤，并用C12Im-Cl代替SDS提取蛋白质，随后做变性、过滤烷化、消化和脱盐过程。由于 C12Im-Cl的提取效果、增溶效果和消化效果都优于SDS得到的蛋白质量和定量精确度都得到了明显提高，而前处理也更加省时。另外，在化学标记蛋白组学定量中，团队还分析了pLDL方法以及其在区分C₁₂/C₁₃、₁H/₂H的微小区别时的定量情况。

加拿大温莎大学K.W.Michael Siu 报告题目《Loss of Water from protonated Polyglycines》

　　Siu团队从多甘氨酸探索多肽质子化失水机理。试验将O18标记聚甘氨酸的特殊肽键替换为王(Wang)树脂。研究发现80%质子化的四甘氨酸从第一肽键失水。肽链增长会增加从第二肽键失水的可能。研究发现，从第二肽键失水的多肽失水产物是质子化唑，或将重排成唑结构。

美国华盛顿大学Frantisek Turecek 报告题目《Gas-Phase Footprinting of Peptide Ions in Non-Covalent》

　　软电离使多原子离子能够从压缩相过渡到气态相，很多研究开始了通过MS、NMR等技术探索复合离子的3D结构。Franti?ek团队采用气体相印迹法分析由ESI得到的非共价肽-肽离子复合物。对光不稳定的Diazirine ring在355nm分解形成高活性碳烯中间物 ，作用于非共价复合物中的肽配合物形成共价键。

中国科学院武汉植物园郭明全研究员 报告题目《Biomarker Discovery: from proteins to  Endogenous Lipids》

　　郭明全团队通过2-D  凝胶电泳和LC-MS/MS等技术研究了HMSCs在电离辐射(IR)下的蛋白组/磷脂蛋白组变化。研究显示，IR对磷脂蛋白组带来了显著变化，研究还发现了一些潜在的蛋白标记物。另外，该团队还发展了基于MDME 结合UPLC-MS的新方法用于分析研究血浆中的内源性大麻素(eCBs)。

美国加利福尼亚大学Rachel R. Ogorzalek Loo 报告题目《Are High Charge States Destabilized by Like-Charge Repulsion or are Low Charge States Stabilized by Opposite-Charge Attraction (Salt Bridges)?》

　　碰撞活化非共价多聚体常会产生不对称解离，逐出单个亚单元，也因此承受电荷过剩。库伦排斥令亚单元带走更多的电荷。Rachel在报告中探讨了盐桥反应的衍生物以及用盐桥理论解释活化作用、解离作用和碰撞截面测量。

　　?吉林大学国新华教授 报告题目《Characteristic Peptide Fragment Ions Formed by Charge-Remote Fragmentation Pathways upon Low-energy CID》

　　国新华教授在报告中介绍了采用MS/MS分析b_n-44、cn、b₂+H2O等一系列特征离子。该团队对特征离子的形成机理做了深入研究，包括N端固定电荷、电荷态、氨基酸组成、碱金属离子等对反应的影响。该研究尝试了对含Thr/Ser肽中b_n+H2O的构想重组。N→O的酰基转化得到了脂质中间物，酯的产物进一步裂解促使b_n+H2O离子的形成。

赛默飞世尔科技工程师吴泽明 报告题目《Novel informatics tools for small molecule research with orbitrap Technology》

长春中医药大学刘淑莹教授总结致辞

　　经过两天的活跃讨论，此次研讨会的报告研讨阶段结束。刘淑莹教授在总结致辞中，介绍了目前中国中医药大学对人参生物活性物质的探索，也邀请到场嘉宾共同加入到人参成分质谱分析中来。刘淑莹教授代表本届研讨会组织委员会表示，此系列的研讨会将继续下去，也许在两年之后将举办下次活动。目前国内外使用质谱的人越来越多，而质谱操作者中大多数对质谱理论和研究机理并不了解。刘淑莹教授表示应鼓励质谱基础知识的传播，质谱机理的交流学习对提高质谱操作者的理论能力非常有帮助。至此，2016长春国际质谱研讨会圆满落幕。

编辑：郭浩楠