金玉满堂 第三届全国质谱分析学术报告会（大会篇）

仪器信息网讯 2017年12月9日，由中国化学会质谱分析专业委员会主办，厦门大学承办，中国质谱学会和中国分析测试协会协办的“第三届全国质谱分析学术报告会”在厦门翔鹭国际大酒店隆重开幕（相关报道：高速发展中的中国质谱分析——第三届全国质谱分析学术报告会厦门开幕）。

大会现场

本次大会参会人数为1500余人，创历史之最。13位顶级专家奉献精彩大会报告，全景展示了我国质谱技术、应用前沿研究进展。

国家自然科学基金委员会研究员 陈拥军

报告题目：《变革中的中国化学》

陈拥军指出当前我国化学发展机遇和挑战并存。挑战在于如何将我国化学研究逐渐发展成为化学学科研究的开拓者和引领者，真正实现“从量的扩张到质的提升”的转变与跃升。这就要求中国化学突破创新引领乏力的瓶颈，抓住国际化学格局变化中的战略发展机遇。新时期，国家自然科学基金委员会化学部将通过进一步精准定位项目资助格局的方式，从小到大，从弱到强，激励原始创新，孕育颠覆性技术，实现前瞻性基础研究、引领性原创成果重大突破；破除传统思想束缚，营造创新文化环境；深化工作改革，构建适应创新发展的学科布局；加强学习，建设高素质、专业化管理队伍。

中国科学院院士/南京大学教授 陈洪渊

报告题目：《追溯质谱百年，展望未来宏图》

从1906年诞生至今，质谱学已经是一个发展成熟、具有活力和重大影响力的研究领域，共11位科学家因与质谱相关的杰出工作而获得诺贝尔奖。陈洪渊指出，随着分离方法和检测方法的进步，可被质谱检测的对象越来越多，分析效果越来越好。未来还要进一步提升质谱的分析能力：通过设计新型离子化器，提高样本的离子化效率，特别要注重微纳尺寸的离子化过程研究；需要进一步加强质谱成像基本原理和方法的研究以及人工智能的运用，以实现更高精度的空间组织切片解析和对疾病机制的解析。在生命质谱分析中超大数据的挖掘与处理，需要大数据处理方法的完善和数据库的提升。在单细胞质谱分析中，需要更有效的电离、更高的样品通量和灵敏度的方法。

中国科学院院士/大连化学与物理研究所研究员 张玉奎

报告题目：《深度覆盖的蛋白质组分析新方法》

蛋白质组学的研究是生命科学进入后基因时代的特征。蛋白质组学本质上指的是在大规模水平上研究蛋白质的特征，由此获得蛋白质水平上的关于疾病发生，细胞代谢等过程的整体而全面的认识。张玉奎指出，近十多年来，蛋白质组学得到了长足的发展，但迄今仍有1728个在基因组有表达而蛋白质组从未被鉴定到的蛋白质，其中膜蛋白约占50%。膜蛋白是生物膜功能的主要承担者，起到重要的生理作用，如物质运输、信息识别、保护、润滑等作用。由于膜蛋白疏水性强，采用现有样品预处理方法会被除掉。张玉奎课题组为提高蛋白质组样品处理效率，建立了基于离子液体的样品预处理方法。该方法能够有效溶解膜蛋白质，解决了表面活性剂与后续质谱鉴定不兼容问题，显著提高了蛋白质组定量分析的覆盖度和精准度。

中国科学院院士/苏州大学教授 柴之芳

报告题目：《放射性同位素质谱和元素周期表》

放射性同位素质谱旨在研究放射性元素及其同位素组成，广泛应用于天然核反应推研究、放射性核素追踪、含量极低同位素检测等。重要的放射性同位素质谱方法有热电离质谱、辉光放电质谱、二次离子质谱、共振电离质谱、电感耦合等离子体质谱、加速器质谱等。柴之芳院士着重介绍了加速器质谱（AMS）的技术特点和发展情况。AMS在最近几年取得了很大的进步，全球新建了80余个AMS中心，是目前应用最多的放射性同位素质谱分析方法。AMS是把加速器技术（一种把带电粒子加速到高能量的装置）结合质谱技术（一种分析和测量不同质量的原子或分子的仪器）构成的一种超高灵敏度质谱分析设备，相对分析灵敏度可达10-12-10-14，AMS可进行微量分析，所需样品量可少于1mg。所以AMS成为精确探测器微量长寿命放射性同位素的重要方法。与其他质谱相比，AMS具有抗干扰能力极佳，基体干扰小，计数本底极低的优点；缺点是仪器较为复杂。

加拿大阿尔伯塔大学教授 乐晓春

报告题目：《质谱研究砷的形态及结合蛋白》

乐晓春向与会者着重介绍了他们课题组基于质谱的砷的化学形态及其与蛋白结合的最新研究进展，包括砷的形态、代谢过程、分子机制和砷的暴露等几个方面的研究，该研究对环境安全有重要意义。砷在自然界中有100多种化学形态，不同形态的砷毒性差别很大。采用高效液相色谱法（HPLC）和电感耦合等离子体质谱法（ICP-MS）进行分离和检测，采用电喷雾串联质谱（ESI-MS/MS）对不同环境样本中存在的特定的砷的形态进行定量。利用高分辨质谱进一步对未知形态的砷进行鉴定。乐晓春课题组的实验结果表明，砷的甲基化代谢过程中的三价砷中间体比五价砷的毒性大很多。

清华大学教授 张新荣

报告题目：《单细胞质谱分析》

细胞是组成生命体的基本单元，了解复杂多变环境中单个细胞各个阶段的变化以及行为，需要单细胞分析的方法。单细胞质谱分析可获得细胞中各种成分的分子信息，并能够对细胞中各种未知成分进行快速鉴定，获得细胞中蛋白质乃至小分子代谢物的“组学”信息。张新荣介绍，Nano-ESI 是目前使用最广泛的质谱离子化方法，一般认为它在小体积样品的离子化上优势明显, 并且具有极高的灵敏度。但是，针对单细胞样品，Nano-ESI 仍然显得处理样品时体积偏大，因为它只能处理纳升级样品，而单细胞样品通常在皮升级，因此，需要研究和设计适于皮升级样品的 ESI 离子源（pico-ESI）。张新荣着重介绍了其课题组开发的一种在单细胞水平上进行皮升样品的离子化方法。结合微液滴萃取技术，该方法能快速移除极小体积样品中的干扰离子和盐类，提高了离子化效率和检测的信噪比。

北京大学教授 刘虎威

报告题目：《用于敞开式离子化质谱分析的样品制备与富集技术》

敞开式离子化质谱（AMS）非常适合于快速筛查分析，已经在环境、食品、药品和材料分析等领域展现了诱人的应用前景。然而，由于敞开式环境的离子化会受到环境条件和样品基质的影响，导致离子化效率和检测灵敏度降低，故限制了 AMS 在痕量分析中的实际应用。刘虎威结合他们实验室的工作，总结了用于 AMS 分析的样品制备和富集技术，所涉及的 AMS 包括解吸附电喷雾离子化（DESI）、纸喷雾离子化（PS）、牙签喷雾离子化（WTS）、探针电喷雾离子化（PESI）、涂层叶片喷雾离子化（CBS）、实时直接分析（DART）、介质阻挡放电离子化（DBDI）、大气压固体分子探针（ASAP）和解吸附电晕束离子化（DCBI）。样品制备技术包括固相萃取（SPE），单液滴微萃取（SDME），固相微萃取（SPME）等。他指出，样品制备与富集可有效提高AMS灵敏度；AMS在有机反应监测及能源研究领域有应用潜力。

复旦大学教授 杨芃原

报告题目：《中高端Q-TOF质谱的关键技术和仪器国产化》

杨芃原同与会者分享了他对中高端Q-TOF质谱的关键技术和仪器国产化的认识。他指出，中高端质谱的关键技术和仪器国产化一直是国家和科学家关注的重点之一。制造Q-TOF质谱仪器需要搭建精密的四级杆、线性离子阱、飞行时间质谱。四级杆体系的机械加工，主 RF 和 DC 控制等技术的实践，特别是 RF 的 LC 串联和并联振荡、阻抗匹配、功率反馈控制和自动增益，国内研究机构已经形成了核心技术。线性离子阱的电学控制，特别是辅助共振 RF 的控制，以及反傅里叶变换 RF 的控制技术都很关键。飞行时间质谱的机械、高压、高压脉冲的控制以及高速信号检测技术，国内好几家单位已经完全掌握了相关的核心技术和调试技术，商品仪器已经见于国内市场。他指出，我国研究单位的赶超，重点应放在新型的离子阱原理和实施技术方面，这将有助于我国的质谱技术能逐渐赶上世界先进水平。

美国威斯康星大学教授 李灵军

报告题目：《发展用于定量多组学研究的新型化学标签》

质谱技术的最新进展使得基于质谱的组学研究方法成为生物医学研究的核心技术。复杂生物体系中蛋白质、多肽和代谢产物的定量分析是弄清许多生理和病理过程动态变化的关键。多相同量异位素标记在液相色谱-串联质谱（LC-MS/MS）分析中为许多样品的平行比较分析提供了一种有效的策略。李灵军在报告中介绍了他们课题组对几种新型的化学标签的设计和开发工作的最新进展，包括二甲基亮氨酸（dileu）同位素标记试剂等。这些化学标签可广泛应用于各种组学的研究。

中央民族大学教授 再帕尔·阿不力孜

报告题目：《高覆盖与定量质谱成像方法及其 应用进展》

再帕尔·阿不力孜向与会者介绍了代谢组学与质谱新技术、新方法及其应用进展。包括基于LC-MS技术的高通量代谢组学分析方法；AFAI-MSI质谱成像技术平台；整体动物体内药物分析的质谱成像新技术与方法；成像代谢组学分析新方法；药物体内整体、原位分析及药效或毒性机制研究；临床（肿瘤）病理分子诊断手段的研发。他指出，质谱技术具有很强的生命力和发展空间；而质谱成像技术是将质谱检测与影像技术相结合的新型分子影像手段，通过高覆盖、高灵敏、特异性的免疫标记原位可视化分析，显示出巨大的发展前景；质谱成像技术与代谢组学相结合，可获得全面、原位的分子时空动态变化信息，实现不同分子的同时直观可视化分析，为药物或候选新药的药效及毒理作用机制的研究提供新颖的研究手段；免标记、便捷、高覆盖、高灵敏度的AFAI-MSI技术有利于原位生物标志物的发现及疾病筛查，并结合分子病理学研究，可实现癌症等疾病的分子分型及分子分期，有望发展成为一个新型的分子病理诊断工具，并推动精准医学的发展及其个体化诊疗进程。

中国科学院大连化学与物理研究所研究员 许国旺 

报告题目：《二维液相色谱-质谱三维信息用于代谢组深度覆盖的研究》

二维液相色谱利用了在每一维上不同的分离机理，不仅可实现一次进样对亲水性和疏水性化合物的互补分离，而且可增加峰容量，通过切换通路的设计可实现多种形式的二维色谱。不仅如此，高分辨质谱可提供非常丰富的有结构规律的碎片信息，可实现第三维的分离分析。许国旺基于他们实验室近年来的研究工作，着重阐明了如何根据代谢组分析的不同需求，构建中心切割、全二维、平行柱、停止流等多种形式的多维液相色谱系统，在此基础上，辅以结构导向的信息依赖的高分辨质谱数据采集方法，通过―计算代谢组学‖实现利用三维信息对代谢组和脂质组的深度覆盖和高质量分析。

香港浸会大学教授 蔡宗苇

报告题目：《MALDI质谱成像技术在环境毒理领域的应用研究》

传统的环境毒理学采用生物和化学分析技术来研究环境污染物在细胞、模型动物和人体样本中的毒性作用机制和代谢转化，缺乏针对生物组织样本的异质性，以及生物标志物的空间分布特点的研究。质谱成像技术，可进行生物组织切片以及细胞样本的代谢物、蛋白、多肽等生物分子的原位分析，对样本中目标分子的组成、丰度和特异性分布进行全面、高通量快速分析。现阶段，将组学研究和质谱成像技术相结合来研究环境污染物的毒性、迁移和转化，受到了广泛的关注。蔡宗苇介绍了他们课题组针对环境中的双酚类污染物的研究。采用质谱成像技术发现，多种筛选的标志物在肾脏中具有组织特异性分布。另外，他们采用 3D 成像技术对肾脏进行重构研究，发现了三个异质性相关的标志物亚结构。这些重要的信息对于环境污染物诱导的各种疾病的检测分析具有十分重要的意义，并能够对代谢组学、脂质组学和蛋白质组学发现的生物标志物在不同空间分布上进行验证。

PerkinElmer博士 Kaveh Kahen

报告题目：《Recent Advancements in Elemental and Molecular Mass Spectrometry from PerkinElmer》

Kaveh Kahen向与会者介绍了在过去的35年中PerkinElmer的诸多创新技术。例如，1999发明了动态反应池，实现了对砷和硒等微量元素在反应模式下进行检测。2017，公司推出了NexION 2000 系列 ICP-MS，可用于纳米颗粒、单细胞分析。除此之外，珀金埃尔默也已在有机质谱领域开始发力。随着2009 年收购Branford的Analytica，PerkinElmer开始建立了LC/MS产品线。在2016年10月，PerkinElmer推出了新的QSight系列三重四级杆LC-MS/MS系统。

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