质谱能定量

相比市场上竞争的其它三重四极杆质谱，AB SCIEX 4500系列灵敏度提高了10倍 马萨诸塞州弗雷明汉市—2012年3月12日—全球生命科学分析技术的领导者AB SCIEX，今天宣布推出下一代AB SCIEX 4500系列质谱仪，为常规定量和筛查分析设定了新标杆。AB SCIEX TripleQuad 4500系统是一款新型的三重四极杆质谱仪，相比市场上竞争的其它三重四极杆质谱仪，该系统灵敏度提高了10倍。该系列质谱系统将在本周召开的PITTCON 2011上展出。（AB SCIEX展位号#2819） AB SCIEX TripleQuad 4500系统的开发基于分析科学界顶尖级科学家和应用专家的反馈，在AB SCIEX现有的系统上进行了重新设计，此系列凭借业界领先的耐用性，将成为质谱领域的最新主力军。 AB SCIEX 4500系统同样具备QTRAP技术，该技术能提供同时进行定量分析和库检索的世界领先级的解决方案。专利QTRAP技术结合业界灵敏度最高的线性加速离子阱™ ，使得灵敏度相比基础三重四极杆质谱提高了100倍，同时该系统针对筛查应用的数据结果能够带给用户无以伦比的自信。 “AB SCIEX再一次扩展其在质谱领域的领导者地位”，AB SCIEX公司总裁Rainer Blair说到，“AB SCIEX推出了业界耐用性最高的质谱平台，该平台实现了高灵敏度和同时完成可靠定量分析和库筛查分析的最佳组合。那些需要一台值得信赖的LC/MS/MS系统，能够日复一日地获得可靠数据结果的科学家们，AB SCIEX 4500系统无疑是他们最好的选择。” 为了简化通过下一代LC/MS/MS系统，AB SCIEX推出最新解决方案捆绑包，称为AB SCIEX加速实验室集成包。该方案包不仅具备质谱系统，同时还包括标准品、软件、培训、验证服务以及液相系统（Eksigent ekspert ultra 100和100-XL系统）。ekspert LC系统为分析型液相色谱，AB SCIEX公司将在今天上午PITTCON展会期间推出这一部分作为其液相产品的扩充。（请参见单独的新闻稿） AB SCIEX 4500质谱系统与新型液相以及加速实验室集成包的结合，可使得科学家和实验室分析人员显著提高各种应用分析，包括食品和环境污染物分析，临床研究，法医毒理学，蛋白质鉴定，肽段定量分析和生物分析。 “新一代技术为改善分析提供了可能性。”科文斯（Covance）实验室的分析和仪器服务实验室副主任蒋祥玉说，“在科文斯我们的LC/MS实验室里有42套API 4000质谱仪，我很高兴地看到这种新一代主力技术的出现。随着我们面临挑战和机遇的发展，技术的进步也是非常重要的。” 编者注在本周召开的PITTCON展会期间，AB SCIEX公司同其合作伙伴Phenomenex，在位于奥兰治县会议中心外面的AB SCIEX移动实验室中，将展出其AB SCIEX 4500系列质谱和Eksigent ekspert Ultra 100系列液相产品。AB SCIEX和Phenomenex将在未来的两个月内，贯穿北美30个城市进行巡展，主要展出其LC/MS/MS工作流程中的最新产品。 关于AB SCIEXAB SCIEX 帮助改善我们生活的世界，使科学家和实验室分析人员不断突破其所在领域的研究极限，应对复杂分析的挑战。作为全球质谱行业的领先者和全球顶级的服务支持提供者，AB SCIEX已成为全球基础研究、 药物发现和开发、食品和环境监测、法医和临床研究领域成千上万科学家和实验室分析者们值得信赖的合作伙伴。拥有超过20年行之有效的创新经验，AB SCIEX 擅长听取和了解其客户不断发展的需求，开发可靠、灵敏、直观的解决方案，对常规和复杂分析中什么是可实现的不断进行着重新定义。欲了解更多信息，请访问www.absciex.com。并在 Twitter @ABSCIEX 或者在Facebook上了解 AB SCIEX动态。AB SCIEX仪器仅供研究使用，不用作临床程序。这里所提到的商标是AB SCIEX Pte. Ltd.或它们各自拥有者的资产，AB SCIEXTM商标要在许可后才能使用。 © 2012. AB SCIEX. 媒体联络人： 易思闻思公共关系咨询（中国）Kelvin Chen 陈琛电话: (86) 150 0120 3090Email :kelvin@eastwestpr.com 易思闻思公共关系咨询（中国）Nicole Fan 范雪电话： (86) 138 1036 1400邮件：nicole@eastwestpr.com 易思闻思公共关系咨询（中国）Vivian Li 李雯雯北京: (86) 130 4103 0670Email :vivian@eastwestpr.com

代谢表型分析在临床和流行病学研究方面都有着很大的帮助，通常使用质谱来完成这一工作，用于高通量和稳定的测量疾病相关的代谢物。传统的定量分析使用三重四级杆的方法，但这种方法缺乏发现新的代谢物的能力。因此，Jeremy K. Nicholson团队1于2021年在《Talanta》上发表了《Asimultaneous exploratory and quantitative amino acid and biogenic amine metabolic profiling platform for rapid disease phenotyping via UPLC-QToF-MS》，提出了一种基于高分辨质谱（HRMS）的工作流程，在定量34中氨基酸及其他生物胺类代谢物的同时，还可进行全扫对未知代谢物进行探索。本研究使用三种人类体液（血浆，血清和尿液）对比了高分辨QTOF和传统QQQ的定量结果，发现两者准确度和精密度相当，且线性良好。将该方法扩展应用于SARS-CoV-2阳性患者和健康组血浆样本的对比分析，QQQ和QTOF均可实现两类样本的正确分类。重要的是，QTOF的全扫描数据可回溯分析，对34个目标定量物质之外的其他的感兴趣的生物标志物进行定量分析。实验设计QQQ和QTOF使用同样的液相条件，QQQ使用MRM扫描模式，QTOF使用bbCID扫描模式。QTOF使用的为布鲁克的impact II。两种仪器对比时线性，精度度和准确性，特异性等计算判断方法依据FDA和EMA生物分析指南进行。日内稳定性通过在一天内多次重复分析不同浓度的QC样本进行，日间稳定性在三天内分析不同浓度的QC样本并进行对比。实际样本的对比，进行了两组实验。第一组比较了两种不同仪器平台，定量人体血浆，血清和尿液样本中34种目标代谢物的结果。第二组使用两种质谱分析SARS-CoV-2感染者和健康人群样本，并进行统计学分析。结论线性和特异性QTOF和QQQ均能在1-400umol/L范围内实现良好线性，相关系数大于0.99，残差小于15%。表明QTOF在所需浓度范围良好的定量能力。QQQ一般情况下，会选择一个定性离子和一个定量离子来确证目标化合物并进行定量。但当目标化合物有背景干扰时，可能需要改变其定性离子来确证化合物，或者在样本前处理/色谱分离过程除去干扰。但高分辨QTOF可以使用高精度的窄窗口实现化合物筛选和定量。下图给出了一个相关的例子，分析尿液中的精氨酸时QQQ受到背景杂质干扰，但QTOF并不会。准确度和精密度对比了两台QTOF，三台QQQ的日间和日内精密度。根据欧洲生物分析论坛关于血浆代谢物分析的提议，我们的检测验证的预定义接受标准是四个不同浓度的QC样本的三次重复的平均偏差和CV为20%。图2显示了对NISTSRM1950样本中部分氨基酸定量结果日间精密度的雷达图。不同平台仪器对比为了评估本研究中五台仪器上实际样品的定量结果之间的一致性，对12个血浆、血清和尿液样品的氨基酸定量结果进行了比较。图3所示的相关矩阵表明，两类仪器平台的实际血浆样品中氨基酸的计算浓度之间高度一致，相关系数0.849.PCA分析PCA是代谢分析中常用的分析方法，用于对大批量数据的统计学分析。这里，我们使用PCA对34种氨基酸及生物胺类化合物进行分析，这34种代谢物在之前的文章中被验证为SARS-CoV-2感染引起相关变化的代谢物。图4给出了QQQ和QTOF数据PCA的结果。两类仪器均可明显区分健康组和感染组。区分健康对照组和COVID-19感染者的能力证明了该方法对COVID-19进一步研究的价值。QTOF同时定性和定量分析使用QTOF相比于QQQ最大的优点是数据采集过程中能最大程度的保留样本的信息，尤其是在样本非常珍贵的情况下，只需一针进样，就可以同时进行定性和定量分析。不仅可以进行靶向分析，还可进行非靶向目标物的分析。非靶向的分析可通过MetaboScape软件实现。在刚才的样本分析中，QTOF的全扫共扫描到2700多个特征峰，而QQQ只能扫描目标的34个化合物。这2700个特征峰中，存在很多潜在的标志物，使用QTOF可以对这些标志物进行定性和定量。下图给出了分析的相关示例。参考文献Nicola Gray, Nathan G. Lawler, Rongchang Yang, Aude-Claire Morillon , Melvin C.L. Gay, Sze-How Bong, Elaine Holmes, Jeremy K. Nicholson, Luke Whiley. "A simultaneous exploratory and quantitative amino acid and biogenic amine metabolic profiling platform for rapid disease phenotyping via UPLC-QToF-MS", Talanta 223 (2021) 121872.

临床质谱成为精准医疗新方向临床检验需求的提升不断推动着检验技术的发展。生化、免疫等传统检验技术虽然具有自动化程度高、检测速度快的优势，但是已经不能满足临床对于检验方法灵敏度、特异性、多指标联检等的需求。近年来，临床质谱逐渐进入临床，由于其本身具有高灵敏度、高特异性、多指标联检等的优势，可以提高现有检验项目的精准度，也可以作为生化、免疫技术的有力补充，更好地指导临床诊断，有望成为精准医疗的新方向。所谓临床质谱，是指针对临床上特定分子的检测需求，结合了质谱仪器、试剂、耗材及样本前处理的一整套解决方案的统称。临床质谱技术目前在新生儿遗传代谢病筛查、维生素检测、药物浓度监测、激素检测、微生物鉴定、微量元素检测等多个临床场景应用广泛，主要集中在临床小分子代谢物的定量检测以及蛋白、核酸等大分子的定性检测方面，鲜见对于蛋白标志物的定量检测。MALDI-TOF质谱：临床大分子检测利器临床小分子代谢物的检测主要采用的是三重四极杆串联质谱技术（LC-MS/MS），这也是一段时间内临床质谱的主流技术。随着生命科学的进展，以及质谱技术的发展，能用于蛋白质、多肽、核酸等生物大分子检测的基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱（MALDI-TOF MS）技术越来越受到人们的关注。MALDI-TOF MS的工作原理是用一定强度的激光照射样品与基质形成的共结晶薄膜，基质从激光中吸收能量，与样品之间发生电荷转移使得样品分子电离。离子在高压电场作用下加速进入飞行管中，小离子飞得快，先到达探测器，大离子飞得慢，后到达探测器，从而得出检测结果。图 MALDI-TOF MS工作原理示意图由于其“软电离”的工作原理，MALDI-TOF MS非常适用于蛋白质、多肽、核酸等生物大分子的检测。临床质谱新高地——蛋白定量质谱目前常用的临床蛋白标志物的检测主要采用化学发光、免疫等方法，这些方法普遍存在依赖于抗体、抗干扰能力差、检测通量低、成本高等问题；串联质谱应用于蛋白质的检测虽然具有灵敏度、准确度、特异性高的优势，但是由于临床样本基质复杂，样本前处理繁琐，较难实现自动化，其对蛋白标志物的检测仍然停留在大规模蛋白标志物的筛选即科研层面，真正能用到一线临床蛋白标志物检验的质谱尚未出现。也就是说，临床质谱的蛋白定量检测目前仍然是一块空白的区域。MALDI-TOF MS在众多质谱中原理较简单、操作简便、对样本要求较低，是最容易实现自动化的一类临床质谱类型，这对于临床质谱的蛋白定量检测而言是一项巨大的优势。然而，上一代的MALDI-TOF MS由于重现性较差（SD＞30%），不能满足临床定量的要求，所以其应用集中在定性检测方面，临床上我们所熟知的微生物质谱、以及近两年热门的核酸质谱都是MALDI-TOF MS在临床上的定性应用场景。随着技术的更新迭代，如今MALDI-TOF MS也能实现临床定量检测应用了。融智生物自主研发的新一代的MALDI-TOF MS平台——QuanTOF新一代宽谱定量飞行时间质谱，通过速度和空间同步聚焦、靶板和离子探测器同时接地、极高频率数据采集等专利技术的改进，首次实现在宽质量范围内（10-1,000,000Da）具有高的检测灵敏度和分辨率，且仪器的重现性达到SD＜5%，完全能够满足临床定量的性能要求。图 QuanPRO蛋白定量质谱解决方案依托于高性能的QuanTOF质谱平台，融智生物正在朝蛋白定量检测方向积极布局，已经推出了包含试剂盒、全自动前处理仪器、质谱仪、数据处理软件在内的QuanPRO蛋白定量质谱全流程解决方案，可以一站式解决临床蛋白定量检测的面临的挑战，为临床疾病蛋白标志物的筛查提供更加快速、准确、经济的新方法。未来，临床蛋白标志物的快速筛查将是QuanTOF除微生物鉴定、核酸检测以外的一个重要的应用领域。