离子阱电喷雾质谱

成果名称质谱多通道旋转电喷雾离子源的研制和测试单位名称北京大学联系人马靖联系邮箱mj@labpku.com成果成熟度□研发阶段 &radic 原理样机 □通过小试 □通过中试 □可以量产成果简介：质谱离子源是质谱分析中将样品分子转化成气相离子的关键装置，是所有类型质谱仪不可或缺的组成部分。发展新型的质谱离子源将有望改变质谱分析的方式和速度、对待测样品性质和状态的要求和它所能够应用的领域，为推动相关学科的发展奠定基础。该项目开发了一种质谱多通道旋转电喷雾离子源，与传统电喷雾离子源（ESI）不同的是该离子源通过旋转多个喷针使喷出的电喷雾均匀混合，得到的混合电喷雾与单个喷针产生的电喷雾相比覆盖面大且均匀，可以提高质谱检测信号的强度和稳定性。在研制过程中，课题组的主要工作包括：（1）使多个电喷针同时在旋转的情况下产生电喷雾，并使转速和溶液的流速可以调节；（2）将注射泵的动力传递给旋转的液路系统；（3）降低高速旋转时喷针的振动及偏离；（4）将电喷雾电压有效施加在高速旋转的电喷针上。通过以上工作，项目研制工作顺利完成，相关成果已申请国家专利。应用前景：该装置的研制将为我校和其它科研机构的质谱分析工作提供全新的多通道旋转电喷雾离子源，应用前景广阔。

近日，中科院条件保障与财务局组织专家对中科院成都生物研究所研究员周燕主持承担的中科院科研装备研制项目“生物质谱探针电喷雾离子源的研制”进行了结题验收。经过现场测试和档案审阅，验收专家组一致认为该项目圆满完成了研制任务，达到了预期目标，同意通过验收。项目验收会现场　　电喷雾电离(ESI)离子源是生物质谱最常用的一种离子源，但仍具有如不能直接分析含高盐的生物样品的缺点，需要对高盐样品预先脱盐处理，也不能与使用缓冲盐的液相色谱联用。该项目针对商用ESI离子源存在的上述技术问题，基于具有耐盐能力的电喷雾离子化技术(PESI)，设计制造了生物质谱探针电喷雾离子源，在进样模式、仪器构建、应用开发等方面开展了系列探索性研究。截至目前该项目已研制完成一套可应用于高盐样品及生物样品的直接分析，也可与使用含高盐缓冲溶剂的液相联用的探针电喷雾质谱离子源设备。　　项目组研究人员通过不断优化控制方式、样品加载方式、高压接通方式及离子传输方式，使其具备了抗高压干扰、耐盐、抗基质干扰等特性，在此基础上，继续深入开发了液相接口，使得该离子源可与使用高盐缓冲溶剂的液相色谱联用。　　通过现场测试和应用实验证明，该项目研制的PESI具有高耐盐性能和无毛细管堵塞特点，不需要复杂的样品前处理程序，可直接分析牛奶、微量天然产物等复杂样品，提高高盐生物样品的分析效率。此外，该项目所研发的设备已在北京出入境检验检疫局等单位推广试用，用户反馈良好，具有广泛的应用和市场前景。

项目编号：0705-224002028070项目名称：复旦大学毛细管电泳-电喷雾离子源质谱接口仪采购国际招标预算金额：100.0000000 万元（人民币）最高限价（如有）：98.0000000 万元（人民币）采购需求：1、招标条件项目概况：毛细管电泳-电喷雾离子源质谱接口仪采购资金到位或资金来源落实情况：本次招标所需的资金来源已经落实项目已具备招标条件的说明：已具备招标条件2、招标内容：招标项目编号：0705-224002028070招标项目名称：毛细管电泳-电喷雾离子源质谱接口仪采购项目实施地点：中国上海市招标产品列表(主要设备)：序号产品名称数量简要技术规格备注1毛细管电泳-电喷雾离子源质谱接口仪1套毛细管温控装置：毛细管的温度控制采用液体温控方式，温度控制范围不窄于15-60℃，温度控制精度≤0.2℃预算金额：人民币100万元 最高限价：人民币98万元 合同履行期限：签订合同后3个月内合同履行期限：签订合同后3个月内本项目( 不接受 )联合体投标。

项目编号：0705-224002028070项目名称：复旦大学毛细管电泳-电喷雾离子源质谱接口仪采购国际招标预算金额：100.0000000 万元（人民币）最高限价（如有）：98.0000000 万元（人民币）采购需求：1、招标条件项目概况：毛细管电泳-电喷雾离子源质谱接口仪采购资金到位或资金来源落实情况：本次招标所需的资金来源已经落实项目已具备招标条件的说明：已具备招标条件2、招标内容：招标项目编号：0705-224002028070招标项目名称：毛细管电泳-电喷雾离子源质谱接口仪采购项目实施地点：中国上海市招标产品列表(主要设备)：序号产品名称数量简要技术规格备注1毛细管电泳-电喷雾离子源质谱接口仪1套毛细管温控装置：毛细管的温度控制采用液体温控方式，温度控制范围不窄于15-60℃，温度控制精度≤0.2℃预算金额：人民币100万元 最高限价：人民币98万元 合同履行期限：签订合同后3个月内合同履行期限：签订合同后3个月内本项目( 不接受 )联合体投标。

项目概况复旦大学电喷雾离子源精确定性质谱仪采购国际招标项目 招标项目的潜在投标人应在复旦大学招采进宝电子招投标系统（http://fudan.zcjb.com.cn/ebidding）获取招标文件，并于2022年04月22日 10点00分（北京时间）前递交投标文件。一、项目基本情况项目编号：0705-224002028013项目名称：复旦大学电喷雾离子源精确定性质谱仪采购国际招标项目预算金额：113.0000000 万元（人民币）最高限价（如有）：113.0000000 万元（人民币）采购需求：招标项目编号：0705-224002028013招标项目名称：电喷雾离子源精确定性质谱仪项目实施地点：中国上海市招标产品列表(主要设备)：序号产品名称数量简要技术规格备注1电喷雾离子源精确定性质谱仪1套分辨率：＞21000FWHM @1522 m/z（单电荷）预算金额：人民币113万元 合同履行期限：签订合同后6个月内合同履行期限：签订合同后6个月内本项目( 不接受 )联合体投标。二、申请人的资格要求：1.满足《中华人民共和国政府采购法》第二十二条规定；2.落实政府采购政策需满足的资格要求：详见招标文件3.本项目的特定资格要求：（1）投标人应为符合《中华人民共和国招标投标法》规定的独立法人或其他组织；（2）投标人应为投标产品的制造商或其合法代理商，代理商投标应提供投标产品的制造商针对本项目的唯一授权；（3）投标人须在投标截止期之前在国家商务部认可的机电产品招标投标电子交易平台（以下简称机电产品交易平台，网址为：http://www.chinabidding.com）上完成有效注册；（4）本项目不接受联合体投标；（5）本项目不接受分包和转包。三、获取招标文件时间：2022年03月24日 至 2022年03月31日，每天上午9:00至12:00，下午12:00至16:00。（北京时间，法定节假日除外）地点：复旦大学招采进宝电子招投标系统（http://fudan.zcjb.com.cn/ebidding）方式：有兴趣的潜在投标人应于2022年3月24日16:00时起至2022年3月31日16:00时止（北京时间），通过招标人指定的复旦大学招采进宝电子招投标系统（以下简称复旦招采系统，网址为：http://fudan.zcjb.com.cn/ebidding）在线领购招标文件，招标文件售价零元，在上述规定的招标文件出售截止期之后将不再出售本项目的招标文件。未从招标机构处领购招标文件的潜在投标人将不得参加投标售价：￥0.0 元，本公告包含的招标文件售价总和四、提交投标文件截止时间、开标时间和地点提交投标文件截止时间：2022年04月22日 10点00分（北京时间）开标时间：2022年04月22日 10点00分（北京时间）地点：复旦招采系统五、公告期限自本公告发布之日起5个工作日。六、其他补充事宜1、招标文件的获取招标文件领购开始时间：2022-03-24招标文件领购结束时间：2022-03-31是否在线售卖标书：否获取招标文件方式：现场领购招标文件领购地点：复旦大学招采进宝电子招投标系统（以下简称复旦招采系统，网址为：http://fudan.zcjb.com.cn/ebidding）招标文件售价：免费其他说明：有兴趣的潜在投标人应于2022年3月24日16:00时起至2022年3月31日16:00时止（北京时间），通过招标人指定的复旦大学招采进宝电子招投标系统（以下简称复旦招采系统，网址为：http://fudan.zcjb.com.cn/ebidding）在线领购招标文件，招标文件售价零元，在上述规定的招标文件出售截止期之后将不再出售本项目的招标文件。未从招标机构处领购招标文件的潜在投标人将不得参加投标2、投标文件的递交投标截止时间（开标时间）：2022-04-22 10:00投标文件送达地点：复旦招采系统开标地点：复旦招采系统3、投标人在投标前应在必联网（https://www.ebnew.com）或机 电产品招标投标电子交易平台（https://www.chinabidding.com）完成注册及信息核验。评标结果将在必联网和中国国际招标网公示。4、联系方式招标人：复旦大学地址：上海市邯郸路220号联系人：张老师联系方式 ：021-65641327招标代理机构：上海国际招标有限公司地址：中国上海延安西路358号美丽园大厦14楼联系人：马骎联系方式 ：021-321736765、汇款方式招标代理机构开户银行(人民币):招标代理机构开户银行(美元):账号(人民币):账号(美元):其他: 1、通过境内账户用人民币形式汇款的银行账户信息 （1）开户银行：招商银行股份有限公司上海曹家渡支行 （2）户名：上海国际招标有限公司 （3）账号：215080920510001 2、通过境外账户用外币或人民币形式汇款的银行账户信息 （1）收款人开户银行：(ACCOUNT WITH INSTITUTION) （a）Bank: CHINA GUANGFA BANK, H.O. （b）Swift Code: GDBKCN22 （c）Address: No.713 EAST DONGFENG RD. YUEXIU DISTRICT, GUANGZHOU, GUANGDONG PROVINCE CHINA CHN （2）收款人名称、地址和账号：(BENEFICIARY) （a）Beneficiary: Shanghai International Tendering Co., Ltd. （b）Address: 14/F.358 Yan An Road(W), Shanghai 200040, P.R.China （c）A/C No.: 9550880025773600153(CNY) CNAPS:306290003671 （d）A/C No.: 9550880025773600333(USD) （e）A/C No.: 9550880025773600513(EUR) （f）A/C No.: 9550880025773600423(JPY)6、其他补充说明其他补充说明: 关于复旦招采系统：复旦招采系统是由第三方机构独立运营的电子采购平台，有关该平台的使用方法及注意事项请参见该平台的供应商使用说明，在参与投标的过程中若遇到该平台的操作及技术问题，请咨询平台运营机构（机构名称：上海汇招信息技术有限公司，联系电话：4000192166 转 4、4006166620）。七、对本次招标提出询问，请按以下方式联系。1.采购人信息名 称：复旦大学　　　　　地址：上海市邯郸路220号　　　　　　　　联系方式：张老师、021-65641327　　　　　　2.采购代理机构信息名 称：上海国际招标有限公司　　　　　　　　　　　　地　址：中国上海延安西路358号美丽园大厦14楼　　　　　　　　　　　　联系方式：马骎、021-32173676　　　　　　　　　　　　3.项目联系方式项目联系人：马骎电　话：　　021-32173676

p　　中国科学院成都生物研究所“一种基于导电纳米材料的电喷雾质谱装置及其实现电喷雾质谱分析的方法”获国家知识产权局发明专利(专利号：ZL 201610125529.5)。　　/pp　　中国科学院成都生物研究所成立于1958年，是以一级学科建所的中国科学院直属科研事业单位。成都生物所公共实验技术中心具有多种共用实验装备，拥有600MHz核磁、高分辨质谱、氨基酸自动分析仪、多功能显微镜等各类先进仪器设备。目前，成都生物所已取得科技成果300多项，其中获省部级以上科技成果奖100多项。一直以来，成都生物所一直对于电喷雾离子化技术都有很深的研究。/pp　　电喷雾离子化技术于上世纪七十年代问世，具有不易引发化合物碎裂的软电离特性，是质谱分析领域应用最广泛的离子化方法。但是传统的技术具有如不能直接分析含高盐的生物样品的缺点，需要事先对高盐样品预先脱盐处理，也不能与使用缓冲盐的液相色谱联用。/pp　　2017年的时候，成都生物研究所主持承担的中科院科研装备研制项目“生物质谱探针电喷雾离子源的研制”就通过了结题验收。成都生物研究所通过不断优化控制方式、样品加载方式、高压接通方式及离子传输方式，使其具备了抗高压干扰、耐盐、抗基质干扰等特性，在此基础上，继续深入开发了液相接口，使得该离子源可与使用高盐缓冲溶剂的液相色谱联用，并且已经成功的研制出了设备。/pp　　在研发过程中，成都生物研究所又遇到了新的问题。电喷雾离子化过程通常在极性溶剂中完成的，这种电离技术适用于中高极性体系的离子化分析。然而，许多化合物只溶于低极性溶剂中，而这种样品难以通过电喷雾离子化，从而使得ESI-MS在低极性溶剂体系的分析和部分有机反应的机理研究方面中受到限制。/pp　　针对遇到的难题，中国科学院成都生物研究所研究人员克服现有技术的缺点，提供一种基于导电纳米材料的电喷雾质谱装置及其实现电喷雾质谱分析的方法，除了能够离子化溶解在极性溶剂中的化合物，还能够较好的离子化溶解在低极性溶剂中的化合物，同时满足极性和低极性体系的质谱分析需求，且方法简单、成本低廉、需调节参数少、离子化效率高、无需引入额外辅助溶剂、无额外溶剂的基质干扰。/p

浙江好创“封闭可调气氛电喷雾离子化源”通过鉴定　　仪器信息网讯 2012年1月9日，受浙江好创生物技术有限公司(以下简称“浙江好创”)的委托，中国分析测试协会组织业内权威专家对该公司最新研发成功的“封闭可调气氛电喷雾离子化源”进行了技术成果鉴定。　　此次技术成果鉴定会由中国分析测试协会汪正范研究员主持，大连化物所张玉奎院士担任此次鉴定委员会主任；担任此次鉴定会的专家还有：复旦大学杨芃原教授，国家标准委员会方向研究员，中国分析测试协会张渝英秘书长，浙江大学金钦汉教授、郑树教授、潘远江教授、张铭教授、李志能教授，大连依利特李彤总经理等业内资深专家。大连化物所张玉奎院士担任此次鉴定委员会主任　　“封闭可调气氛电喷雾离子化源”技术成果的研发者、浙江好创生物技术有限公司董事长朱一心先生介绍了技术成果研发过程、机理的解释、数学模拟以及整个离子源的设计思路。最后朱一心先生讲到，“封闭气氛可调电喷雾离子源”的研制成功将提升国内蛋白质组学的分析水平，让生命科学家们不用在分析实验中浪费时间和精力，有更多的时间去研究科学问题，在生命科学的研究领域取得更多更好的科研成果，提升我国在生命科学研究领域的研究水平。　　浙江好创董事长朱一心先生作“研制报告”　　之后，来自大连化物所、复旦大学、浙江大学肿瘤研究所的用户分别对“封闭可调气氛电喷雾离子化源”的使用情况作了报告，各位用户对于该离子化源给出了中肯的评价，尤其是其稳定性、离子化效率以及信噪比都有优异的表现。　　鉴定委员会认证听取了“封闭可调气氛电喷雾离子源研制报告”、“用户使用报告”、“国内外查新报告”以及专利申请情况等汇报，经过现场质疑和讨论后，专家组最后达成了如下鉴定意见：　　1、在理论研究的基础上，研制出“封闭可调气氛电喷雾离子化源”， 经科技查新，该装置中首次采用“封闭可调气氛”、“康达效应离子传输管”和“康达效应离子发射针”三项技术，属原始创新；　　2、与商品离子化源比较，“封闭可调气氛电喷雾离子化源”具有以下优势：　　1)信噪比有明显提高，使检测限下降了2-6倍；　　2)该离子化源使用方便，可即插即用；　　3)该离子化源的离子化环境可调，可以添加辅助气体或辅助液体来提高灵敏度和信噪比，并消除大气环境对离子化源离子信号的干扰。　　3、项目组提供的鉴定资料齐全，符合鉴定要求。　　综上所述，“封闭可调气氛电喷雾离子化源”所具有的关键技术拥有自主知识产权，该离子化源的主要指标达到国际领先水平，建议注意加强知识产权保护并尽快实现产业化。“封闭可调气氛电喷雾离子化源”技术成果鉴定会专家组合影 　　附：朱一心先生“封闭可调气氛电喷雾离子源研制报告”部分内容摘录　　朱一心先生在报告中提到，蛋白质组学研究中最大的技术瓶颈之一就是现有的离子源对离子的利用效率极低。　　自从80年代中期John B. Fenn 将电喷雾离子源应用于大分子质谱分析以来，科学家对于电喷雾离子源机理的解释还是停留在两个模式：离子蒸发(Ion Evaporation Model，IEM)与电荷残留(Charged Residue Model，CRM)，但是对于“为什么电喷雾离子源中存在多电荷离子”和“为什么电喷雾离子源存在离子抑制现象”至今没有合理解释。　　朱一心先生通过对电喷雾离子源电离气氛进行控制，发现电喷雾离子源其实是一个“场致发射氢离子、极性分子在高电场中的极化和静电吸附”的组合现象。由此得出获得高性能电喷雾离子源的必要条件：稳定的泰勒锥和产生尽量多的氢离子。不同的入口边界条件，离子源气流分布的流体力学理论模拟计算图之一　　朱一心先生还对离子源气流分布的流体力学进行理论模拟计算，对不同的入口边界条件对流场、速度驻点的位置以及涡流的位置和形状影响进行了详细分析。模拟结果显示“控制入口流速是离子源设计的关键之一”。　　浙江好创新型“封闭可调气氛电喷雾离子源”具有即插即用的特点，与传统离子源相比，无需进行喷针空间位置的调节即可获得稳定的电喷雾。　　图为使用浙江好创生物的新型“封闭可调气氛ESI离子源”，以空气为背景时，100fmol BSA酶解肽段的基峰色谱图。样品信号强度在1x10E6到9x10E6间。在较低的喷雾电压如1.0kV下即可形成稳定的纳升级喷雾，质谱采集信号非常稳定。

色谱-质谱联用是目前代谢组学分析的主流方法，但是色谱分离速度限制了其在大规模样本分析中的应用。直接进样质谱(DI-MS)虽然通量高，但面临着离子抑制效应导致代谢物检测灵敏度降低、缺少色谱分离使得定性定量困难等挑战。因此，亟需发展与DI-MS相配的高灵敏度质谱数据采集技术和数据分析技术。 　　为此，科研人员提出一种基于纳升电喷雾直接进样高分辨质谱的非靶向代谢组学分析策略：将一级精确质量、同位素分布模式、二级质谱相似度、母离子和子离子强度相关性等结合，使代谢物的定性准确率高于94%；定量方面采用一级母离子结合二级特征碎片离子的方式来实现。此方法稳定可靠，2-3分钟可分析一个样品，适合于大规模样本的高通量代谢组学研究。 　　此外，传统的细胞代谢组学分析方法通常需要数百万个细胞，但许多稀有细胞如循环肿瘤细胞、原代肿瘤细胞、干细胞等，面临着细胞数不足的问题。科研人员在上述工作基础上，建立了基于毛细管微探针的细胞取样、96孔板脂质在线提取、nanoESI DI-HRMS拼接式质谱数据采集的新方法，实现了3分钟内从20个哺乳动物细胞中检测19类脂质、500多种脂质代谢物。该平台在生命科学和临床医学研究中具有应用潜力。 　　相关研究成果分别以Strategy for Nontargeted Metabolomics Annotation and Quantitation Using a High-resolution Spectral-Stitching Nanoelectrospray Direct-Infusion Mass Spectrometry with Data-Independent Acquisition和Lipid Profiling of 20 Mammalian Cells by Capillary Microsampling Combined with High-Resolution Spectral Stitching Nanoelectrospray Ionization Direct-Infusion Mass Spectrometry为题，发表在《分析化学》(Analytical Chemistry)上。研究工作得到国家重点研发计划、国家自然科学基金等的资助。图1.基于纳升电喷雾直接进样高分辨质谱的非靶向代谢组学分析策略图2.基于毛细管微探针的细胞取样、96孔板脂质在线提取、nanoESI DI-HRMS拼接式质谱数据采集的新方法

项目编号：SCLT20220255项目名称：四川大学电喷雾质谱仪采购项目预算金额：150.0000000 万元（人民币）最高限价（如有）：150.0000000 万元（人民币）采购需求：详见附件。合同履行期限：交货期为合同签订后90个日历日内完成安装、调试。本项目( 不接受 )联合体投标。采购需求--四川大学电喷雾.pdf

近日，斯坦福大学化学系Richard N.Zare教授课题组在Angewandte Chemie上发表了题为“Immuno-Desorption Electrospray Ionization Mass Spectrometry Imaging Identifies Functional Macromolecules by Using Microdroplet-Cleavable Mass Tags”的研究论文。　　解吸电喷雾电离质谱成像 (DESI-MSI) 是在常压敞开式环境下，利用电喷雾液滴对生物组织成分软电离，并将其引入质谱进行检测与可视化的一种分析技术。自DESI-MSI技术发展至今，已广泛应用于体内药物分析、临床分子诊断、空间代谢组学等生物医药研究领域，其可检测分子主要涵盖有机合成药物、内源性代谢物和脂质等分子量低于1000的小分子化合物。　　靶点研究是药物研发的重中之重，包括在疾病发生发展进程中起关键调控作用的酶、受体、转运体、离子通道等生物大分子。这些药物靶点是参与信号通路及代谢通路调控等功能的重要执行者，且与药物治疗或毒副作用有直接关联。阐明药物干预下靶点及其信号通路分子在体内分布与变化，对预测候选药物的分子靶向性、评价药效与毒性、深入理解药物作用分子机制等至关重要。然而由于上述功能生物大分子的超高分子量、低丰度和低电离效率，直接对组织样本进行蛋白质成像目前仍然是对DESI-MSI的一大挑战。　　基于免疫识别与分子标签的成像策略为DESI-MSI实现生物大分子的检测提供了一种切实可行的思路。标签分子及其裂解方式的设计是其中的核心技术问题。根据已知的微液滴化学研究报道，DESI在正模式高压电下产生的微米级水相液滴，在其气-液界面富含高浓度的质子，因此可以加速酸催化有机反应的进程。本研究设计合成了一系列苯硼酸类标签分子，在碱性条件下，将其与抗体非识别区人工修饰侧链上的半乳糖胺通过苯硼酸酯键共价结合。利用酸性电喷雾溶剂可在微秒时间内快速将苯硼酸酯键断裂的特性，实现了标签分子的在线原位释放，使得DESI-MSI 在单张组织切片上定位多个不同的功能生物大分子成为可能，实现了基于DESI质谱成像的多重免疫组化检测，本研究将这种方法被命名为“immuno-DESI-MSI”。　　苯硼酸类标签分子硼元素的引入，不仅实现了pH调控的可逆结合/释放，还使标签分子离子在质谱中具有可辨识的独特同位素分布模式(M+1基峰)。标签分子含有叔胺及季胺基团，因此具有极高的解吸电离效率，此外，标签分子中具有高度共轭的刚性平面结构，因此具有荧光发射特性，使得合成的标签分子-抗体探针，具有组织微区域可分辨的质谱成像和细胞分辨的荧光显微成像双重功能。通过常规DESI-MSI与immuno-DESI-MSI图像配准，即可关联药物、靶点、信号通路、酶以及下游代谢通路多个层次的空间关联信息。作为概念验证，本研究最后选取拉帕替尼为受试药物，探究了其对于药物靶点EGFR及其信号通路相关分子的抑制作用以及下游代谢层面的影响。　　图1. 设计的标签分子及探针结构和immuno-DESI-MSI的一般工作流程　　图 2. 免疫荧光显微镜成像 和 immuno-DESI-MSI 的交叉验证　　图3. EGFR通路中6个大分子的immuno-DESI-MSI图像及其与抗EGFR药物拉帕替尼的空间相关性分析　　图 4. 由immuno-DESI-MSI 获得的药物、靶点、信号通路和代谢组信息用于药物作用分子机制分析　　作者简介　　本研究的通讯作者为斯坦福大学化学系理查德杰尔(Richard N.Zare)教授，国际知名物理化学和分析化学家，中国科学院外籍院士，美国国家科学院院士，美国艺术与科学院院士，英国皇家学会外籍院士，欧洲科学院院士，瑞典皇家工程科学院外籍院士，发展中国家科学院院士。主要研究方向包括激光化学、微液滴化学、质谱分析等，目前重点聚焦于微液滴化学的理化性质与基础理论研究，以及微液滴在材料、合成、催化、生物医学诊断等领域的应用。本研究的第一作者宋肖炜，2017年毕业于中国医学科学院/北京协和医学院药物研究所，师从再帕尔教授，获药物分析学博士学位，研究方向为定量质谱成像分析方法及其在药物研发中的应用。2017年9月-2022年6月在复旦大学化学流动站开展博士后工作，期间于2020年1月起在斯坦福大学交流访问和继续博士后工作，主要方向为微液滴化学与常压原位电离质谱分析新方法研究。在PNAS、J. Am. Chem. Soc.、Angewandte、Anal. Chem.、EBiomedicine等综合性期刊、化学、分析化学、质谱分析或生物医学类期刊以第一作者及通讯作者发表论文18篇，申请国家专利6项，主持国家自然科学基金青年基金项目1项、中国博士后基金面上项目1项。　　原文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.202216969

近日，大连化物所生物分子高分辨分离分析及代谢组学研究组（1808组）许国旺研究员团队在稳定同位素示踪代谢组学新方法研究方面取得新进展，将纳升电喷雾直接进样的高分辨质谱用于稳定同位素示踪代谢组学分析，实现了少量细胞的稳定同位素标记代谢物的高灵敏高通量示踪。稳定同位素示踪代谢组学（Stable Isotope-Resolved Metabolomics，SIRM）能提供代谢物合成、转化和分解的动态过程，是癌症代谢重编程研究的有力工具。常用的基于色谱-质谱联用的SIRM分析方法对细胞和培养基需求量大，不适用于珍稀细胞的分析，而且同位素标样用量大耗费高。将纳升电喷雾直接进样的高分辨质谱用于SIRM分析，可减少细胞和稳定同位素试剂的用量。然而，由于缺少色谱分离且存在复杂的不同同位素标记形式的代谢物，数据提取十分困难，使得代谢物的定性定量变成了难题遇到障碍。针对上述难题，该团队依据代谢物及其同位素标记形式之间特有的精确质量数偏移和二级谱图相似性，提出了一种基于直接进样质谱的二级离子筛选策略，用于目标代谢物及其同位素标记形式的准确定性定量。该策略主要包括：二级离子的精确质量数匹配、假阳性筛选、二级离子分组。筛选出的二级离子与标准数据库匹配后，可用于代谢物的准确定性定量。该方法一次分析仅需一万个细胞，100微升培养基和2-3分钟的分析时间，可用于珍稀细胞的高通量SIRM分析。相关工作以“Novel Stable Isotope-Resolved Metabolomics Method for a Small Number of Cells Using Chip-Based Nanoelectrospray Mass Spectrometry”为题，发表在《分析化学》（Analytical Chemistry）上。该工作的第一作者是于迪博士，通讯作者为周丽娜和许国旺。上述工作得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金、大连化物所创新基金等项目的资助。（文/图 于迪）文章链接：https://doi.org/10.1021/acs.analchem.1c01507

科学仪器公司「华仪宁创」近两年已获得橡栎投资Pre-A和Pre-A+轮追加投资，投资金额数千万，累计融资近亿元，为国家高新技术企业。成立之初，曾获华粤行超千万元天使轮投资。「华仪宁创」2015年于宁波成立，是宁波大学第一家按国家《新成果转化法》实施的成果转化企业，主要从事公共安全、医学检验、食品安全等相关领域的高端智能仪器、装置的自主创新、产学研合作、成果转化和产业化应用推广，以原创直接电离质谱技术、皮升电喷雾质谱技术为特色，研制差异化质谱仪产品。质谱，是一种基于粒子质量与电荷比进行分离和检测的技术，能灵敏、准确地分析样品中的化学成分。高端质谱仪通过高分辨率和高灵敏度，将质谱技术应用到生命科学、药物研发、法医毒物、食品安全等领域，环境残留物代谢物的定性定量分析、药物基础物质研究及其杂质解析和逆向工程等均依赖质谱仪器的精准测定。近年来，国内质谱仪市场呈现快速增长态势。据仪器信息网统计，2022年全球质谱仪行业市场规模约为73亿美元。得益于下游应用领域需求的拉动，全球质谱仪市场将保持稳健增长的态势，预计2027年市场规模达到94亿美元，复合年增长率为5.2%。作为高精尖的科学仪器，质谱仪同样面临国产化率低、“卡脖子”问题严重的困境，进口率高达90%。因传统质谱仪占地面积大、要求苛刻、成本较高等痛点，国际质谱仪市场正处于从大型质谱仪向小型质谱仪转型的时期，高通量、高灵敏度、低检出限、操作简单、成本低的小型化质谱仪成为主要的发展方向。「华仪宁创」从研制关键核心部件直接电离离子源入手，面向现场快检需求，突破小型化、灵敏度、抗污染等技术难题，致力于研发小型化直接电离质谱仪。「华仪宁创」CEO闻路红告诉36氪，“我们希望在不影响高灵敏度的同时，把质谱仪做小、降低仪器的使用难度。制约质谱仪应用的另外一个重要因素就是设备价格和使用成本都太昂贵，我们希望把用户使用成本降低，让公安部门、医疗机构、市场监管部门等用得了、用得起。”从技术路线来看，「华仪宁创」的小型质谱仪采用了自主知识产权的介质阻挡放电（DBDI）直接电离质谱技术。DBDI直接电离质谱技术是国际上公认的代表性直接电离质谱离子化技术之一，相比其它直接电离质谱技术，具有灵敏度更高、耐盐性更好、电离范围更宽、更适合应用于小型质谱仪等优点。被测样品无需复杂前处理，即可在大气压环境用DBDI离子源直接电离离子化进行质谱分析，这将极大提高质谱仪的工作效率、降低质谱仪的使用成本，可以使质谱仪从实验室走向现场快检。此外，「华仪宁创」攻克的皮升电喷雾质谱技术，实现了单个细胞中代谢物的长时间稳定离子化，解决了单细胞代谢组学皮升级（pL）样本质谱分析的国际性难题，为前沿生命科学和精准医学研究提供了国际领先的检测技术手段。从主要产品来看，基于上述技术，「华仪宁创」已独立研发5款质谱仪产品。其中，基于直接电离离子化技术和线性离子阱质谱技术，华仪宁创研制的小型化现场快速筛查质谱仪，灵敏度可达到0.1ppb，是国际上灵敏度最高的小型化直接电离质谱仪，也是国际上第一台能检测毛发中毒品小型化质谱仪。据闻路红介绍，「华仪宁创」针对公共安全、食品药品安全、医学检验等市场已成功研制了系列化质谱仪及配套的前处理设备、试剂、移动实验室和信息化软件平台等产品。其直接电离质谱技术成果被鉴定为“国际首创”，直接电离质谱仪被认定为“国内首台套”产品。由「华仪宁创」自主研发的介质阻挡放电离子源DBDI-100是我国首台商品化的直接电离质谱离子源，产品被鉴定为国际首创，填补了我国直接电离质谱离子源产品空白。经过9年发展，「华仪宁创」目前已在公安禁毒、食品安全、药物分析等应用场景商业化落地，未来将进一步拓展代谢组学、医学检验等市场。公司已累计实现超1亿元销售额，用户量正在快速增长，未来3-4年进入快速增长期。团队方面，CEO闻路红扎根仪器行业25年，具有丰富的成果转化和产业化经验。CSO李刚强从事质谱仪研发40年，曾参与研制德国Spectro公司第一代等离子体质谱仪，研发我国自主首创的ICP-MS、三重四极杆质谱仪。团队已承担了包括国家重大科学仪器专项在内的20余项国家和地方重大科技项目， 拥有浙江省先进质谱与分子检测重点实验室、膀胱肿瘤创新诊治浙江省工程研究中心、国家博士后科研工作站等创新平台和人才平台。36氪了解到，当前「华仪宁创」正计划启动A轮融资，投资金额将主要用于加大研发投入、质谱仪医疗器械认证申报、生产制造和实验室条件能力建设及团队建设。投资人观点：橡栎投资认为，质谱仪是典型的高端科学仪器设备，技术壁垒高、研发难度大。华仪宁创的便携式直接电离质谱仪有快速、精准、操作简单、成本较低等诸多优势，在公安禁毒领域已有成熟应用落地。而在橡栎投资长期关注的医疗健康领域，传统的大型实验室质谱仪已经应用于代谢组学、血药浓度检测、毒物检测等诸多场景。我们期待华仪宁创的质谱仪能够进入医学领域，以更低的成本、更便携的操作，造福更多的患者和临床工作者。而基于团队的源头创新能力，未来能否随着质谱技术的革新量变带来质变，开拓出一些全新的诊疗手段，则是我们拭目以待的惊喜。

大家好，本周为大家分享一篇发表在J. Am. Soc. Mass Spectrom上的文章，Surface Modified Nano-Electrospray Needles Improve Sensitivity for Native Mass Spectrometry [1] 。该文章的通讯作者是来自美国亚利桑那大学的Michael T. Marty教授。非变性质谱（NMS）和电荷检测质谱（CD-MS）已成为表征各种蛋白质和高分子复合物的多功能工具。两者通常使用硼硅酸盐针进行纳米电喷雾电离（nESI）。但由于蛋白质在中性pH值下通常带正电荷，可能会吸附在带负电荷的玻璃nESI针表面，从而降低灵敏度，影响数据分析。为了提高NMS和CD-MS的灵敏度，作者用惰性表面改性剂修饰了nsEI针的表面。通过将聚乙二醇（PEG）共价连接到硅烷醇表面，钝化了玻璃表面，以减少非特异性吸附。首先，为确定表面改性是否能提高质谱灵敏度，作者团队采用PEG涂层的玻璃nESI针检测了两种非特异性吸附玻璃的蛋白：牛血清白蛋白(BSA)和溶菌酶。结果发现，相比于对照组，BSA和溶菌酶的信号强度均提高了2倍左右（图1）。PEG 涂层显着提高了nESI针头对标准蛋白质的MS灵敏度。图1.(A) 未涂层对照针和 (B) PEG 涂层针的 BSA 原始质谱显示信号强度。(C) 溶菌酶和 (D) BSA的PEG涂层（浅蓝色）和对照（灰色）nESI针的信号强度。接下来，作者利用搭载PEG表面涂层nESI针的CD-MS检测完整腺病毒 (AAV) 衣壳。结果发现，与采用未改良针的对照组相比，在较低浓度下，PEG改良针所收集的离子总数高出8倍以上（图2）。相比于一般的CD-MS检测，采用改良针的CD-MS检测的样品浓度更低，采集时间缩短。图2. AAV2 衣壳的 CD-MS 分析。(A) 对照组； (B) PEG 涂层针。 (C) 从空AAV2衣壳的5分钟 CD-MS 采集中收集的单个离子总数。接下来，作者研究了nESI针尖端尺寸和几何形状变化对实验结果的影响。实验发现，虽然改良针在较低浓度下显著提高了信号强度，但其针间差异很大。作者团队假设信号强度的偏差是由人工修剪nESI针的尖端直径差异引起的。为了最大限度地减少nESI针尖端尺寸和几何形状的变化，作者开发了一个针头拉拔器程序，以重复生产具有2 μm吸头直径的nESI针头。结果发现，PEG修饰的2 μm针的可明显提高检测信号强度，并且每次运行差异较小。相比于人工修剪的针头，2 μm针信号提升幅度更大。0.1 μm nESI针与2μm针两者检测到的蛋白的信号强度相似（图3）。基于以上结果，作者推测2 μm针检测到的信号值更高的原因可能是2 μm针的锥度更短。较短的锥度可能会在针尖附近产生更高的涂层密度。而手动剪断的针头具有较长的锥度，在拉拔过程中在尖端附近损坏PEG涂层，因此检测到的信号值偏低。而0. 1μm和2μm针尖上的锥度都比较短，涂层在接近针尖表面时可能完好无损，因此两者检测到的信号强度相似。图3. 具有 2 μm（左）和 0.1 μm（右）尖端直径的PEG涂层（浅蓝色）和未涂层对照（灰色）nESI 针的 BSA 最丰富电荷状态的信号强度。通过以上实验，作者已证实了PEG 修饰nESI可提高NMS与CD-MS的灵敏度。接下来，作者对其作用机制进行深入研究。首先，作者测试了灵敏度的提高是否是由于减少了对玻璃的非特异性吸附引起的。作者采用两种化学性质不同的涂层：PEG与多氟分子PFDCS修饰针头，两者均可减少蛋白的非特异性吸附，理论上均可改善质谱灵敏度。但结果发现，仅有PEG涂层针头可改善信号强度。之后，作者采用两种针头检测了泛素信号值。泛素在中性条件下不与玻璃发生吸附作用，理论上两者信号值无统计学差异，但结果发现，相比于PFDCS 修饰针头，PEG修饰针头组检测到的信号值提高了3倍。由此得出结论，PEG涂层针头不是通过减少蛋白与玻璃之间的非特异性吸附来提高质谱信号值的机制。最后，作者研究了表面改性针的毛细管作用，发现无修饰的硼硅酸盐毛细管毛细管作用最强，PEG毛细管具有中等强度的毛细管作用，而PFDCS毛细管几乎没有毛细管作用（图4A）。然后，在没有流体泵送或施加压力的静态条件下研究了不同nESI针的流速（图4B）。结果发现，PEG修饰的nESI针流速最高，而PFDCS修饰和对照nESI针的流速没有统计学差异。作者假设灵敏度的提高可能是由nESI针的流速增加导致的。由于传统针头中较高的毛细力，液体会紧紧地附着在玻璃上，降低给定ESI电压下的液体流量。而PEG修饰降低了毛细阻力，可能会增加流向尖端的液体，从而增加信号。而PFDCS修饰针头虽然具有较低毛细作用，但其流速较小，原因可能是需要一定强度的毛细作用才能获得最佳的流动速度。作者未来的实验将进行深入探索这一假设。ESI针的毛细作用照片。 (B) PFDCS修饰 (深蓝色)、PEG修饰 (浅蓝色)和未修饰 (灰色) 针的流速。总而言之，作者证明了PEG修饰的nESI针增加了多种分析物的质谱信号强度和灵敏度，展示了一种可以在较低浓度下提高难分析物的灵敏度、相对快速且成本低廉的方法。作者推测表面改性通过提高nESI针尖端流速以发挥提高质谱检测灵敏度的作用，但该推测仍需进一步证明。[1]Kostelic MM, Hsieh CC, Sanders HM, Zak CK, Ryan JP, Baker ES, Aspinwall CA, Marty MT. Surface Modified Nano-Electrospray Needles Improve Sensitivity for Native Mass Spectrometry. J Am Soc Mass Spectrom. 2022 Jun 1 33(6):1031-1037. doi: 10.1021/jasms.2c00087. Epub 2022 May 19. PMID: 35588532.

解吸电喷雾电离（DESI）是沃特世的一项专利技术，是一种新型质谱成像技术，可以对样品表面化合物组成、空间分布情况及相对丰度进行快速分析，通过DESI原位质谱成像可获得标志物的位置信息，帮助深入理解疾病机制，广泛地应用于临床研究。与MALDI等传统质谱成像不同，DESI是一种大气压环境下的质谱成像技术。无需标记和基质辅助，只需要较少的前处理过程；而且其对组织的破坏性更小，同一组织切片可以反复多次成像或成像后进行组织病理学成像，因此DESI质谱成像操作更加方便快捷，在临床应用的转化方面也有着更为广阔的前景。DESI的原理在大气压环境下，将DESI喷雾溶剂连接于毛细管上，施加一定的高电压，在氮气的辅助下形成带电喷雾液滴，轰击样品表面，使得带电溶剂与待分析物同时发生解析和电离，离子沿着传输毛细管进入质谱，进而完成化合物的检测。DESI的优势与传统质谱成像相比，DESI原理设计更为简洁，是更类似于ESI的软电离技术。除了可获得化合物全谱母离子信息外，还可根据化合物的性质选择是使用正离子模式还是负离子模式采集，有助于发现更多类型的临床生物标志物。另外，作为软电离技术，DESI还有一个好处就是对样品的破坏性更小。同一片组织切片可进行多次成像，成像后依然能进行免疫组化等其他病理成像分析，并且可以将多种成像结果叠加分析，形成多维数据集，从而更加深入精确地揭示生理病理过程。DESI成像与HE染色结合HE染色作为临床病理学的金标准常被应用于临床组织分型。而由于DESI是一种无损技术，其成像分析后的样品可以直接做HE染色分析。Livia S. Eberlin，Xiaohui Liu，R.Graham Cooks等在《Analytical chemistry》发表的《Desorption Electrospray Ionization then MALDI Mass Spectrometry Imaging of Lipid and Protein Distributions in Single Tissue Sections》中提到：同一个组织切片，可以先用DESI做小分子成像，再用MALDI做蛋白成像，最后洗掉基质做HE染色（Anal.Chem.2011， 83，8366 8371）。与代谢组学相结合，从标志物的定性、定量、定位三个角度去阐述科学问题Koshi Nagai等通过UPLC-QTOF-HDMS淌度非靶向的Global metabolomics/metabolic profiling G-Met方法和DESI-MSI的组合对38个HCC患者的肝癌组织与72个非癌组织进行了分析，结果表明TGs种类与肿瘤分布有关。这说明DESI可用于表征肿瘤细胞的进展并发现前瞻性生物标志物 （Rapid Commun Mass Spectrom. 2020；PMID：31412144）。该分析首先用代谢组学的方法找到标志物TGs，然后用DESI对标志物TGs进行成像分析，并通过成像图找出癌组织、正常组织、癌旁组织等。该研究指出，DESI可进一步为标志物的功能分析提供定位信息，此外DESI还能更客观准确地提供组织病理分析。通过DESI对组织切片中的小分子代谢物和脂质进行空间组学研究，找出标志物Dehoog等采用DESI-MS技术对178例甲状腺组织标本进行分析（PNAS，2019， 116，43，p21401），获得了正常甲状腺、良性滤泡性腺瘤（FTA）、恶性滤泡性癌（FTC）和乳头状癌（PTC）组织的分子特征图谱（图B）。根据获得的正常和病变甲状腺组织的DESI-MS代谢谱图特征（图C）建立了检验统计分类模型，并用以预测甲状腺病变的疾病状态，包括良性甲状腺对PTC和良性甲状腺对FTC。预测模型随后被用来预测从临床FNA样本中提取的甲状腺细胞簇，并获得的DESI-MS成像数据（图D）。在一项前瞻性的临床研究中，证实了这种方法在术前诊断来自FNA活检的不确定甲状腺结节方面的高性能，以及这种方法的潜力，进而可能减少诊断性甲状腺手术的次数。结果表明DESI-MS成像极有希望应用于临床实践，成为有价值的甲状腺肿瘤诊断工具。DESI样品制备流程非常简单，生物组织样品做冰冻切片即可，其他的样品也可直接进行分析。并且在样品制备过程中无需喷涂基质，省去了基质选择、点靶、进靶等繁琐的操作；而且由于无基质干扰，DESI得到的数据也更为干净。因此，DESI可更方便地应用于各种复杂样品表面化学成分的原位成像分析，更有助于临床转化。综上，DESI作为新一代质谱成像技术，具有灵活、简便等诸多优势，这使得DESI技术在临床实践中具有非常广阔的前景。此外，该系统还可以开展非靶向代谢组学研究，与DESI成像结果相互验证、补充，多角度发现与疾病诊断、治疗、预后相关的生物标志物。

p style="text-align:center "img src="https://img1.17img.cn/17img/images/201909/pic/159d68d7-ca0f-467f-bd56-3f7a7c6d1b9a.jpg!w400x400.jpg" alt="岛津原位探针电喷雾离子源DPiMS-8060"//pp style="text-indent: 32px "span style="font-family: 宋体 font-size: 16px "三重四极杆质谱仪可以用于不同领域，对于复杂基质中痕量分析物进行限定性确证和可重复性定量，如临床研究，法医毒理学，药代动力学，环境分析及食品和饮品检测等广泛领域。岛津/spanspan style="font-family: "LC-MS/MS/spanspan style="font-family: 宋体 font-size: 16px "结合了世界先进的岛津/spanspan style="font-family: "UHPLC/spanspan style="font-family: 宋体 font-size: 16px "系统的色谱分离能力，并应用岛津独有的超快速技术（/spanspan style="font-family: "UFMS/spanspan style="font-family: 宋体 font-size: 16px "技术），其中包括超快速/spanspan style="font-family: "MRM/spanspan style="font-family: 宋体 font-size: 16px "测定，/spanspan style="font-family: "MS/MS/spanspan style="font-family: 宋体 font-size: 16px "采集和超高速正负极切换，使/spanspan style="font-family: "LC-MS/MS/spanspan style="font-family: 宋体 font-size: 16px "能以超快速的性能获得大幅度的分析通量提高。/span/pp style="text-indent: 32px "span style="font-family: 宋体 font-size: 16px "在此基础上，岛津推出原位探针电喷雾离子源——/spanspan style="font-family: "PESI/spanspan style="font-family: 宋体 font-size: 16px "（/spanspan style="font-family: "Probe Electro Spray Ionization/spanspan style="font-family: 宋体 font-size: 16px "）/spansupspan style="font-family: "1/span/supspan style="font-family: 宋体 font-size: 16px "，可用于岛津/spanspan style="font-family: "LC-MS/MS/spanspan style="font-family: 宋体 font-size: 16px "，无需样品前处理即可实现简便、快捷的质谱分析。/span/ppspan style="font-family: " /span/ppspan style="font-family: "PESI/spanspan style="font-family: 宋体 font-size: 16px "技术特点：/span/ppspan style="font-family: "1/spanspan style="font-family: 宋体 font-size: 16px "、高性能的样品原位质谱分析。/span/ppspan style="font-family: "2/spanspan style="font-family: 宋体 font-size: 16px "、无需直接加热，适用于热不稳定化合物分析。/span/ppspan style="font-family: "3/spanspan style="font-family: 宋体 font-size: 16px "、有效避免复杂基质对质谱仪的污染。/span span style="font-family: Calibri " /span/pp style="text-align: center "br//ppspan style="font-family: 宋体 font-size: 16px "适用于各类样本的测定，如：/span/ppspan style="font-family: "1/spanspan style="font-family: 宋体 font-size: 16px "、体液，如血和尿液。/span/ppspan style="font-family: "2/spanspan style="font-family: 宋体 font-size: 16px "、组织切片，例如来自实验动物或食品的切片。/span/ppspan style="font-family: "3/spanspan style="font-family: 宋体 font-size: 16px "、植物样本，如蔬菜和水果。/span/ppspan style="font-family: " /span/ppspan style="font-family: 宋体 font-size: 16px "应用案例：/span/ppspan style="font-family: 宋体 font-size: 16px "小鼠肝脏/spanspan style="font-family: "26/spanspan style="font-family: 宋体 font-size: 16px "种代谢产物（氨基酸/spanspan style="font-family: "//spanspan style="font-family: 宋体 font-size: 16px "有机酸/spanspan style="font-family: "//spanspan style="font-family: 宋体 font-size: 16px "糖）代谢组学分析/spansupspan style="font-family: "2/span/supspan style="font-family: 宋体 font-size: 16px "。/span/pp style="text-indent: 32px "span style="font-family: 宋体 font-size: 16px "在该例实验中，代谢产物（/spanspan style="font-family: "26/spanspan style="font-family: 宋体 font-size: 16px "种组分）如氨基酸，有机酸和糖的离子对参数用于小鼠肝脏的代谢组学分析。使用/spanspan style="font-family: "PESI-MS/spanspan style="font-family: 宋体 font-size: 16px "系统测定由四氯化碳诱导急性肝损伤模型组和对照组小鼠组织中的主要成分。基于牛磺酸对/spanspan style="font-family: "PCA/spanspan style="font-family: 宋体 font-size: 16px "载荷图中群组分离的显著贡献，在模型组和对照组之间观察到显著差异（/spanspan style="font-family: "Welch' t/spanspan style="font-family: 宋体 font-size: 16px "检验结果/spanspan style="font-family: "p 0.001/spanspan style="font-family: 宋体 font-size: 16px "）。该差异在箱线图中得到了验证。/span/ppspan style="font-family: 宋体 font-size: 16px "br//span/ppspan style="font-family: 宋体 font-size: 16px "通过本次研究发现，由/spanspan style="font-family: "CCl4/spanspan style="font-family: 宋体 font-size: 16px "诱导急性肝损伤，牛磺酸是模型组和对照组主要差异物质。/span/pp style="text-align: left "strongspan style="font-family: " new="" times="" /span/strong/pp style="text-align: left "span style="font-family: 宋体 font-size: 16px "参考文献：/span/ppspan style="font-family: "1/spanspan style="font-family: 宋体 font-size: 16px "，/spanspan style="font-family: "Kenzo Hiraoka/spanspan style="font-family: 宋体 font-size: 16px "，/spanspan style="font-family: "Rapid Commun. Mass Spectrom. 2007 21: 3139–3144/span/ppspan style="font-family: "2/spanspan style="font-family: 宋体 font-size: 16px "，/spanspan style="font-family: "Kei Zaitsu/spanspan style="font-family: 宋体 font-size: 16px "，/spanspan style="font-family: "Anal. Chem. 2016, 88, 3556?3561/span/ppbr//pp创新点：/pp技术特点：1、高性能的样品原位质谱分析。2、无需直接加热，适用于热不稳定化合物分析。3、有效避免复杂基质对质谱仪的污染。适用于各类样本的测定，如：1、体液，如血和尿液。2、组织切片，例如来自实验动物或食品的切片。3、植物样本，如蔬菜和水果。/ppa href="https://www.instrument.com.cn/netshow/C340450.htm" style="font-size:22px text-decoration: underline " target="_blank"strong岛津原位探针电喷雾离子源DPiMS-8060/strong/a/p

超高效液相色谱/电喷雾串联质谱(UPLC/MS/MS)分析16种磺酰脲除草剂蔡麒、黄静、Yap Swee Lee 沃特世科技(上海)有限公司介绍 磺酰脲类除草剂品种的开发始于70年代末期。1978年Levitt 等报道,氯磺隆(chlorsulfuron)以极低用量进行苗前土壤处理或苗后茎叶处理,可有效地防治麦类与亚麻田大多数杂草。紧接着开发出甲磺隆，随后又开发出甲嘧磺隆、氯嘧磺隆、苯磺隆、阔叶散、苄嘧磺隆等一系列品种。磺酰脲类除草剂由芳香基、磺酰脲桥和杂环三部分组成，在每一组分上取代基的微小变化都会导致生物活性和选择性的极大变化。 磺酰脲类除草剂的活性极高，属于超高效除草剂。这类除草剂用量很低，其用药量由传统除草剂的公斤级降为以克为单位。此类除草剂发展极快，已在各种作物地使用，有些已成为一些作物田的当家除草剂品种。而且，新的品种还在不断地商品化。 随着除草剂的大量应用和新品种的不断开发，带来了相应的环保问题。主要表现为除草剂的毒性问题、残留问题、生态问题、环境污染等问题。由于磺酰脲类农药的高效性，微量即可产生良好除草效果，但若使用不当就会对环境和其他作物产生危害。有些磺酰脲类除草剂的品种，如氯嘧磺隆、绿磺隆、甲磺隆、胺苯磺隆等在土壤中主要通过酸催化的水解作用及微生物降解而消失，土壤的温度、pH值、湿度、有机质含量对水解作用及微生物降解均有很大影响。 本文介绍了使用沃特世公司超高效液相色谱(UPLC)和串联质谱(MS/MS)分析16中磺酰脲除草剂的分析方法。 2004年沃特世(Waters)推出的ACQUITY UPLC，使用了具有1.7&mu m 颗粒粒径固定相的色谱柱，可以在高压下使用(最大压力 15,000 psi）。高压与极细颗粒的结合提供了快速、高分离度的分离，提高了灵敏度，减少了基质干扰。 2008年沃特世推出的Xevo TQ MS是新一代的串联四极杆质谱，改进了离子源的设计，改善了离子化效率，提高了灵敏度。Xevo TQ MS由于采用了专利的Scanwave技术和MS、MS/MS快速切换技术，大大改善了传统四极杆在进行MS Scan和Daughter Scan灵敏度低的问题，并且增加了实验选择性。 使用UPLC/Xevo TQ MS分析16种磺酰脲除草剂方法仅需要6分钟，而常规HPLC分析时间需要超过40多分钟的，因此UPLC更快的运行速度不仅提高了仪器的高通量，也减少了方法的开发时间。 超高效液相色谱ACQUITY UPLC 以及新一代串联四极杆质谱仪Xevo TQ MS实验部分 色谱条件 系统： ACQUITY UPLC 超高效液相色谱系统 色谱柱： ACQUITY UPLC BEH C18,1.7um, 2.1x50mm P/N: 186002577 流动相A： 10mM AcNH4&bull H2O (含0.1%甲酸) 流动相B： 乙腈（含0.1%甲酸） 流速： 0.5mL/min 柱温： 35 ˚ C 进样体积： 5 µ L 分析总周期： 6 min UPLC梯度 质谱条件 MS系统： Xevo TQ MS 串联四极杆质谱仪 离子化模式: ESI+ 毛细管电压： 1.0Kv 源温度： 150 ˚ C 雾化气温度： 450 ˚ C 雾化气流速： 800L/h 锥孔气流速： 50L/h 碰撞气流速： 0.18ml/min 多反应监测条件如表1所示 表1：ES+模式下16种磺酰脲除草剂MRM离子对参数 结果和讨论 图1给出了16种磺酰脲除草剂在UPLC中的分离色谱图。6分钟可以完成16种磺酰脲除草剂的分析，与普通 HPLC 40min-50min 的分析时间相比，缩短了将近7倍，大大增加了实验室样品的通量，同时节约了试剂成本和人力成本。分析时间大大缩短的同时，仍然保留了高效的分离能力。从TIC色谱图上可以得到14种基线分离的色谱峰，另外两种由于极性相似度非常高，没有基线分离，但是通过质谱MRM通道可以完全分开，因此本方法在寻求快速分析的同时，兼顾了色谱分离的要求，降低基质影响的效果。 图1：16种磺酰脲除草剂TIC图 图2，图3给出了具有代表性的卞嘧磺隆(Bensulfuron)和环氧嘧磺隆(Oxasulfuron)在浓度范围1-200ng/mL的标准曲线，本标准曲线是用溶剂空白以及相应浓度标准检测绘制的。 图 2. 卞嘧磺隆(Bensulfuron)标准曲线 表 3. 环氧嘧磺隆(Oxasulfuron)标准曲线 表2给出的是16种磺酰脲除草剂1ppb的信噪比(Peak to Peak)和 1，5，10，50，200ng/ml的线性相关系数。 表2. 磺酰脲除草剂的1ppb信噪比和线性相关系数 图4给出的是最低检测限浓度(0.01ng/ml)附近的化合物谱图。从分析结果来看，仪器的标准检测限除苯磺隆外基本可以达到0.01ng/mL甚至更低。 图4. 16种磺酰脲除草剂0.01mg/mL谱图 结论 ACQUITY UPLC系统提高了磺酰脲除草剂分析的选择性和灵敏度，同时运行时间显著缩短。现在科学工作者们已经跨越了传统HPLC限制的障碍，可以使用UPLC将分离化学延伸和扩展到更多应用中。

生物大分子的三维结构可以直观地揭示其生物学功能、细胞内进程以及探索其在疾病中发挥作用的方式。冷冻电镜（cryo-electron microscopy,cryo-EM）单颗粒分析技术通过对生物大分子的直接成像进行高分辨率结构测定，已成为结构生物学的重要研究手段。冷冻电镜单颗粒分析技术需要对生物大分子溶液的冷冻样品采集大量电子显微数据，以进行三维结构解析，因此高质量的冷冻样品制备在其中起着至关重要的作用。良好的制样方法需要能够简便地、可控地制备出接近理想状态的生物大分子冷冻样品。诺贝尔化学奖获得者雅克杜博切特（Jacques Dubochet）等人于1984年发明了冷冻样品制备的滤纸夹置法（Pipet-blot-plunge），至今仍然是冷冻电镜样品制备的主要手段。在这种传统的制样方法中，研究人员难以精确控制样品冰层厚度和大分子颗粒分布，导致冷冻样品的均一性和可重复性较差。越来越多的证据表明，在样品被冷冻之前的瞬间，生物大分子会吸附在超薄的液体层的气液界面（Air-water interface, AWI）上，导致生物大分子的颗粒结构损伤、变性或产生优势取向，减低了高分辨率冷冻电镜结构分析的效率和成功性。如何获取可重复的高质量的生物大分子冷冻样品仍然是冷冻电镜技术应用中的一个难题。图1. ESI-cryoPrep方法设计和仪器装置示意图4月25日，清华大学生命科学学院王宏伟课题组和精密仪器系欧阳证、周晓煜课题组在《自然方法学》（Nature Methods）在线发表了题为“电喷雾辅助的冷冻电镜样品制备方法用以减轻界面吸附效应”（Electrospray-assisted cryo-EM sample preparation to mitigate interfacial effects）的研究论文。研究采用非变性质谱（Native mass spectrometry, native MS）中广泛使用的电喷雾电离（Electrospray ionization, ESI）技术，设计并搭建了一种新型冷冻样品制备装置ESI-cryoPrep（图1），成功实现了无需滤纸夹吸的冷冻样品制备，并获得了多种生物大分子近原子分辨率的三维结构。研究表明，ESI-cryoPrep可以有效地将生物大分子颗粒完整嵌入无定形态薄层冰中，避免其吸附在空气-水、固体-水界面上，并对该装置制备生物大分子冷冻样品过程中的界面模型进行了机理阐释。ESI-cryoPrep以“软”电离技术ESI为基础，通过向蛋白溶液施加高电压形成大量带电的蛋白液滴，可以有效地减少蛋白的变性与碎裂。在电场的驱动下，带电液滴飞向电镜载网的过程中伴随着去溶剂化的进行；液滴表面的电荷密度激增至瑞利极限导致库仑裂变形成带电的次级液滴；这一过程循环往复直至液滴最终沉积在电镜载网上；收集到带电液滴的电镜载网被插入液氮冷却的液态乙烷中即可实现对液滴的快速冷冻。该过程完全省却了滤纸的夹吸，避免了滤纸材料对液体和生物大分子的影响。因为液滴表面的小分子离子形成了双电层效应，生物大分子与液体的界面被隔绝开，从而避免了生物大分子吸附到气液或固液界面上，更好地保持了生物大分子的天然结构。该研究首次对ESI液滴中的生物大分子的天然结构（Native structures）进行了直接测定，指导获得ESI的“软着陆”电离参数进行冷冻制样与非变性质谱分析。该工作是冷冻电镜与质谱技术的交叉融合，共同致力于解答生物大分子结构解析与分析的科学问题。研究团队在搭建的设备上，经过多次摸索确定了制备高质量冷冻样品的相关参数。这些参数既能满足保存高比例完整结构生物大分子颗粒的需求，又能促进带电液滴在附着电镜载网表面的扩展和浸润。研究团队运用优化的ESI-cryoPrep装置制备了五种生物大分子的高质量冷冻样品，获得了与目标生物大分子尺寸相对应的理想冰层厚度，并实现了全部测试样品70Sribosome、20Sproteasome、apo-ferritin、ACE2和streptavidin的高分辨率三维结构解析，分辨率分别为2.7[gf]c5[/gf]、2.0[gf]c5[/gf]、2.1[gf]c5[/gf]、3.3[gf]c5[/gf]和1.9[gf]c5[/gf]。研究团队对冷冻电镜数据进行了深入的挖掘与分析，发现与预期假设一致的结果。ESI-cryoPrep可以有效地将生物大分子颗粒完整嵌入无定形态冰的薄层中间，抑制目标生物大分子在空气-水或石墨烯-水界面的吸附（图2），从而避免蛋白质颗粒的结构损伤或者优势取向问题。研究工作提出了电荷残留模型，阐明了电喷雾电离产生的液滴表面的电荷不均匀分布保护蛋白质颗粒免于界面吸附的作用和机制。这种学科交叉的研究成果不仅将为冷冻电镜样品制备提供应用价值，还将对冷冻电镜技术和非变性质谱领域的交叉和发展产生积极影响，为更多创新应用开辟新的可能性。自主研发的高质量冷冻电镜样品制备装置，一方面可以缩短结构解析的漫长探索过程，更高效地获得高分辨三维结构，分析其作用机理；另一方面也提升了原创研发具有自主知识产权和高精尖技术的能力，减少对国外相关仪器和设备的依赖。图2.ESI-cryoPrep方法制备的冷冻样品中蛋白质颗粒在断层成像中的代表性空间分布清华大学生命科学学院2017级博士生杨梓和精密仪器系2018级博士生范菁津（已毕业）为该论文共同第一作者，清华大学生命科学学院教授王宏伟，精密仪器系教授欧阳证和副教授周晓煜为论文共同通讯作者。清华大学生命科学学院王家副研究员和范潇博士等为课题的启动和推进作出重要贡献。研究得到国家自然科学基金、腾讯基金会等的资助，并得到清华大学冷冻电镜中心和计算中心的技术支持。

在HPLC和UHPLC中，哪一种检测器效果最好？这个问题很难简单回答，因为没有任何一个检测器能够满足所有的检测需要。UV检测器虽然应用最为广泛，但无紫外吸收的化合物无法检测，其它的所谓通用检测器的实际性能也往往达不到多种应用综合后的复杂要求，从而导致检测空白。这就是检测器的局限性。 现在，由ESA采用最新突破性技术研制的电喷雾检测器（CAD）可谓是最佳的解决方案。CAD基于独特的创新检测原理，其问世使得目前需要在不同检测器（如示差折光（RI）、低波长紫外（UV）、蒸发光散射（ELSD）等）上完成的分析任务只需在一台通用型检测器上即可完成，大大提高了分析效率。 目前，CAD检测技术凭借比其它技术更高的灵敏度，更宽的动态监测范围以及更一致的检测结果，已被制药企业广泛接受，它的主要优势如下： ●　灵敏度高 ●　重复性好 ●　信号响应一致 ●　动态监测范围宽 ●　应用范围广 ●　操作直观简单 应用领域广 Corona电喷雾检测技术是UV和质谱检测器的强有力补充，可实际应用于任何非挥发或半挥发性化合物，包括： ●　药物化合物 ●　药物支架分子 ●　碳水化合物 ●　脂类 ●　类固醇 ●　多肽 ●　蛋白质 ●　聚合物 对任何一个检测器来说，被分析物能在很宽的范围内准确测定非常重要，但几乎每种检测器都有它的侧重，这可能会导致同一种分析物在不同的检测器上响应不一样，或流动相的改变对不同的检测器有不一样的影响。 Corona Ultra检测结果与分析物颗粒有关，信号电流与样品中分析物的质量成正比，因此无论何种化合物，只要进样质量相同响应都基本一致，所以Corona Ultra检测器能检测所有非挥发物，包括不含发色团的物质，不论被测物分子结构如何。工作原理： 步骤一：Corona Ultra检测器将分析物转化成溶质颗粒。颗粒的大小随着被分析物的含量而增加。 步骤二：溶质颗粒与带正电荷的氮气颗粒相撞，电荷随之转移到颗粒上 – 溶质颗粒越大，带电越多。 步骤三：溶质颗粒把它们的电荷转移给收集器，通过高灵敏度的静电检测计测出溶质颗粒的带电量，由此产生的信号电流与溶质的含量成正比。 几款通用型检测器的性能对比 Corona Ultra & ELSD检测器的优势 非线性响应 Corona Ultra和ELSD在全量程范围内都是非线性响应，但Ultra的重现性更好且在小浓度范围内响应基本呈线性。 响应因子 进样量相同的一组难挥发化合物，Corona Ultra的响应值更为接近。 灵敏度与检出限 与ELSD相比，Corona Ultra的灵敏度更高、检出限更低，且检测与化学结构无关，相同进样质量的响应值相似，且全面兼容快速液相，是一款真正意义上的通用型检测器。常用指标比较梯度下重现性依然出众—反梯度方法 反梯度即在色谱柱后进入检测器前加入另一与分析溶剂时时组成相同但比例相反的溶剂，使进入检测器的溶剂浓度保持不变，从而使检测条件更加稳定，提高检测效果。 梯度试验中，有机溶剂在洗脱液中的比例不断变化，使得整个洗脱液的挥发性、粘度等一系列性质也不断变化，导致在形成气溶胶过程中的挥发程度不同，从而影响Corona Ultra 检测的结果，导致其与真实值有一定偏差。而反梯度在色谱柱后加入另一反比例的有机溶剂，使得进入Corona Ultra的洗脱液有机组成始终不变，因此保证了检测的真实、准确。 Corona Ultra 应用实例 Corona Ultra检测混合物中的降解产物 检测条件不同（如加热时间长短）可能导致被测物降解，而通过Corona Ultra可以准确分辨样品是否有降解，降解程度多少。另外，此功能也可用于检测许多代谢产物，并可根据已知化合物响应值对未知物进行半定量。 Corona Ultra同时检测阴阳离子 同一样品中的阴阳离子可以同时检测，大大提高了检测效率。 Corona Ultra检测牛奶中三聚氰胺 三聚氰胺可用多种方法测定，但Corona Ultra可快速定性，且前处理简单，方法稳定、可靠，值得推广。 Corona Ultra检测脂肪酸 脂肪酸一般很难用HPLC方法测定，而气相方法又因其高温下不稳定而需要先甲酯化，通过Corona Ultra检测不但简单方便，检测结果同样令人满意。 关于ESA—戴安旗下子公司 有着超过40年的历史，ESA为发展生命科学分析检测做出了大量贡献—已经和很多美国以及国外的合作伙伴的一起研制出了用于分析和诊断的设备。ESA有着全方位的服务，通过了ISO的认证并且在FDA注册了仪器的使用许可，拥有配套的试剂和可以立即投入使用的检测系统。2009年9月16号戴安正式收购ESA，秉承戴安公司技术领先、服务客户的理念，我们会一如既往的为您提供最先进的仪器和最优质的服务，无论是何种级别的需求，您都可以通过我们得到支持—包括从帮助您选择最佳的解决方案，到安装、培训和售后服务等一系列环节。 戴安中国有限公司市场部

Micro-ESI 9030，一种用于LCMS-9030适配微流量分析的离子源接口，该接口兼容Nexera Mikros微流量液相。 在LCMS系统中，相比半微流量分析（100-500 mL/min），微流量分析（1-50 mL/min）对目标化合物的检测具有更高的灵敏度。另外，相比纳流量分析（100-1000 nL/min），微流量分析可以实现更短的分析时间和更好的稳定性。Micro-ESI 9030和Nexera Mikros的组合可以满足多种用户需求，例如减少新药开发时间和开发成本，缩短分析时间，提供更容易的维护性，同时提高了LCMS分析的灵敏度和可操作性。创新点： 岛津Nexera Mikros系列微流量液相系统既具有众所周知低流速下的高灵敏度，又同时拥有常规HPLC的可靠性。Micro-ESI 9030接口的设计具有最佳的灵敏度和易用性，为Q-TOF提供了微流分析的功能。优化的喷针设计最大限度地提高了电离效率和离子传输效率，从而实现了高灵敏度、稳定运行和最小污染。为了使连接死体积及样品扩散最小化，岛津创新地设计了一种UF-Link™ 接口，任何用户都可以轻松正确地安装微流柱且不会破坏ESI喷针位置。在享受HPLC可靠性的同时，实现微流分析的优势。在LCMS系统中，相比半微流量分析（100-500 ?L/min），微流量分析（1-50 ?L/min）对目标化合物的检测具有更高的灵敏度。另外，相比纳流量分析（100-1000 nL/min），微流量分析可以实现更短的分析时间和更好的稳定性。Micro-ESI 9030和Nexera Mikros的组合可以满足多种用户需求，例如减少新药开发时间和开发成本，缩短分析时间，提供更容易的维护性，同时提高了LCMS分析的灵敏度和可操作性。岛津高分辨液质联用微流量电喷雾离子源

3月30日，珠海市斗门区动物卫生监督所公开招标，购买液相色谱质谱联用仪、多形态样品快速导入电喷雾离子源两套设备，预算275万元。　　项目编号：ZHWZ2021-042HW　　采购项目名称：珠海市斗门区动物卫生监督所购置仪器设备项目　　采购需求：　　合同包1(珠海市斗门区动物卫生监督所购置仪器设备项目):　　合同包预算金额：2,750,000.00元品目号品目名称采购标的数量（单位）技术规格、参数及要求品目预算(元)最高限价(元)1-1其他试验仪器及装置液相色谱质谱联用仪1(套)详见采购文件2,300,000.002,300,000.001-2其他试验仪器及装置多形态样品快速导入电喷雾离子源1(套)详见采购文件450,000.00450,000.00　　本合同包不接受联合体投标。　　合同履行期限：自合同签订之日90个日历天内完成全部货物的交付、安装调试并通过验收。　　开标时间：2021年4月21日10点00分(北京时间)购买标书登记表(填好回复）.doc招标委托协议书.doc042HW珠海市斗门区动物卫生监督所购置仪器设备项目（发售）.doc

据国外媒体报道，英国萨里大学的一个研究小组最近研发出一种新的无创可卡因药检方法，该方法能够通过指纹准确地检测出可卡因，有助于法务部门确定嫌犯是否吸毒。　　具体来说，这种检测方法会查找两种常见的可卡因代谢产物：benzoylecgonine和methylecgonine。这些物质能够通过叫做DESI的喷雾电离质谱技术在血液、汗液、尿液中被找到。因为汗液中的代谢比尿液或血液中更快(通常血液中需要一个星期)，所以执法者可以在一天之内判断嫌犯是否吸毒，过去则需要好几个晚上。该项目的负责人称，他们还能够分辨出嫌犯只是触碰过还是摄入过可卡因，因为汗液样本与指纹样本是相互关联的，没人能将它清除干净。　　这项研究还处于早期阶段，该团队仍需要收集更多的剂量和时间影响数据才能继续进行可靠性测试。尽管如此，他们仍然相信这项技术将在十年内应用于法务部门。

大家好，本周为大家分享一篇发表在Anal. Chem.上的文章，Hydrogen/Deuterium Exchange Aiding Metabolite Identification in Single-Cell Nanospray High-Resolution Mass Spectrometry Analysis1。该文章的作者是中国地质大学（武汉）的彭月娥老师。在生物医药研究中，从单细胞水平进行代谢物的分析可以揭示细胞异质性。但由于样本量较小、代谢转化率快、浓度范围广以及分子结构多样，单细胞中代谢物的准确识别和定量具有挑战性。毛细管微采样电喷雾电离质谱（Capillary microsampling ESI-MS）以及单细胞质谱（single-cell MS）技术的使得单细胞代谢物分析得以发展。但目前其常规实验方案是没有与色谱（LC）耦联的，单靠一级谱图精确质量、二级碎裂谱图以及目前已知代谢物谱图数据库对于鉴定的准确性仍是有局限的。氢氘交换（HDX）技术可以用于氘代小分子中含氢的官能团（-OH、 -COOH、 -NH和-SH）从而起到区分作用。本文将HDX与nanospray 高分辨质谱（nanospray HRMS）结合起来提高Allium cepa L.细胞中的代谢物鉴定效率。图1. 实验装置。（a）微采样系统。（b）捕捉细胞时的电镜图。（c）HDX nanospray离子源。（d）源内HDX原理。图2. 鉴定流程实验装置如图1所示，用于提取细胞代谢物并在喷雾时进行HDX反应。鉴定流程如图2所示。作者首先用[(H3PO4)n-H]-评价了该体系的氘代能力，如图3，最终确定该体系能够使可氘代化合物发生80-83%的氘代。图3. [(H3PO4)n-H]-的氘代谱图如图4是该方法的应用实例。对于洋葱细胞样品中代谢物的谱图，作者首先用多个商业化软件进行了初次匹配。接着通过匹配其发生的氘代数从而进行进一步确证。例如一级谱图中观测到的m/z 178.0530一物质，软件给出该分子量对应元素组成只有C6H11O3NS这一选项。氘代后的谱图显示该物质含有3个不稳定H。562个备选化合物中只有65个符合该特点。通过碎裂模拟发现其中只有27个物质的二级谱图与该峰的二级谱图能够匹配。通过寻找碎片离子不稳定H将可能化合物数量又降至了25。只通过MS法几乎无法区分立体异构体，因此忽略备选化合物中的立体异构体，将备选数量降至11。通过调研文献，并利用标准物参考中确定，该物质极可能是isoalliin。图4. Isoalliin的鉴定流程基于该鉴定作者接下来分析了单细胞中isoalliin的分解途径。据报道isoalliin首先降解为sulfenic acid，然后降解为propanethial S-oxide。但sulfenic acid和propanethial S-oxide属于同分异构体（C3H6OS），且sulfenic acid是瞬时存在的，因而常规的LC-MS流程很难鉴定区分。通过HDX nanospray HRMS，作者发现细胞中C3H6OS的不稳定H在喷雾后10~15min间从2个变为了1个（图6）。Sulfenic acid中理论不稳定H为2，propanethial S-oxide中理论不稳定H为1。这表明sulfenic acid转化成了propanethial S-oxide，时间尺度是15min左右。图5. C3H6OS采样10min后（a）和采样15min后（b）的HDX分布。（c）C3H6OS 氘代数随时间变化。本研究整合HDX与单细胞HRMS法，提高了单细胞代谢物分析的准确度，并利用HDX特性分析了物质在单细胞水平的代谢过程，为细胞代谢过程中生化反应的监测提供了新方法。撰稿：罗宇翔编辑：李惠琳原文：Hydrogen/Deuterium Exchange Aiding Metabolite Identification in Single-Cell Nanospray High-Resolution Mass Spectrometry Analysis李惠琳课题组网址：https://www.x-mol.com/groups/li_huilin参考文献1.Osipenko, S. Zherebker, A. Rumiantseva, L. Kovaleva, O. Nikolaev, E. N. Kostyukevich, Y., Oxygen Isotope Exchange Reaction for Untargeted LC-MS Analysis. J. Am. Soc. Mass Spectrom. 2022, 33 (2), 390-398.

2020年4月，清华大学欧阳证教授团队与上海市公安局物证鉴定中心、公安部物证鉴定中心、清谱科技有限公司合作，在《TALANTA》上发表了名为“Rapid and on-site detection of multiple fentanyl compounds by dual-ion trap miniature mass spectrometry system”的科研文章，对芬太尼及其衍生物的快速现场检测进行了探索性研究，为芬太尼样品现场确证及例行安全检查提供了可行解决方案。该文中开发了一种基于双线性离子阱小型质谱仪的方法，结合高效原位采样方法可快速分析多种复杂基质中的芬太尼化合物（如物体表面、生物样本及饮料中）。此外，该团队还开发了一种前体离子扫描方法，可快速、有效地发现和鉴定非目标芬太尼类未知物。背景： 2019年，芬太尼被社会舆论推到了风口浪尖。这个近年来兴起的新型毒品效力极强，美国在2017年因滥用芬太尼类物质死亡2.9万人，同比增长45%。白宫官方网站首页上，“阿片类药物危机”与经济、国家安全、预算和移民并列在首行最显眼处。而芬太尼原料出口问题也曾使中美关系受到一定影响，最终双方达成一致，共同抵制芬太尼及其衍生物的扩散。目前中国已列管25种芬太尼及2种前体，并于2019年5月1日起，执行芬太尼类物质整类管控。 作为快速发展的“新生代毒品”，芬太尼管制方法正面临着巨大挑战，而快速检测手段（尤其是现场检测）也变得尤为重要，从药物滥用分析管控的角度看，这更像是一场有机化学家与分析化学家的对决。“微管纸喷雾+小型质谱”的现场快速检测解决方案可有效的助力监管部门对可疑芬太尼化合物进行快速甄别。应用研究1：藏身于饮料或粉末中的芬太尼无处遁形 在此项研究中，作者使用微管纸喷雾试剂盒（PCS Cartridge），开发了适用于现场的便捷采样流程，它可直接对复杂基质中的芬太尼化合物进行采样，无需前处理直接进行质谱检测（如下图）。双线性离子阱小型质谱仪可通过高效串联质谱（MS/MS）扫描和碰撞诱导解离（beam-type CID）功能，将分析物和内标离子捕获在第一个线性离子阱（LIT）中，然后将其质量选择性转移到第二个阱中进行分析,这种扫描模式可用于复杂样品中芬太尼化合物的直接定量分析。文中以伪装形态的样品为例，利用该系统快速准确地分析了可乐、啤酒、牛奶、粉末等样品中的芬太尼类物质。应用研究2：法医鉴定生物检材中的芬太尼 尿液中的芬太尼化合物及其代谢产物的测定常被用于测试药物滥用或法医鉴定。针对生物检材，“微管纸喷雾+小型质谱”也展现了它便捷的检测流程及过硬的检测能力。该流程只需将尿液滴于试剂盒中，快速烘干后可直接进行质谱系统测试，获得的检出限低至10 ng/mL。应用研究3：擦拭采样检测物体表面痕量芬太尼 在调查取证中，对物体表面可能沾染的痕量物证进行快速提取及现场检测，可以极大的提高勘查能力。本文中，作者开发了一种痕量擦拭的取样方式，能够检测到残留于塑料袋表面的1ng芬太尼类物质。该方式还适用于邮件、行李、货物等的日常安全查验。应用研究4：前体离子扫描模式快速分析鉴定非目标芬太尼类未知物 当前检测手段仅适用于目标物定向检测，但芬太尼类物质不断被新合成，根据结构推算，芬太尼类物质可能存在2000余种变体。作者基于双线性离子阱小型质谱仪开发了一种前体离子扫描监测方法，可快速、有效地发现和鉴定非目标芬太尼类未知物。本文使用的双线性离子阱小型质谱技术，于2019年荣登Analytical Chemistry封面。更多: 欧阳证教授团队的技术已经在清谱科技实现产业化，Miniβ小型质谱分析系统配置芬太尼类物质及前体物质二级质谱谱库28种，能够为芬太尼监管检测提供高效的现场解决方案。同时支持谱库的远程扩充及非目标芬太尼类未知物鉴定的功能扩展升级。[参考资料]1) J. Fan, P. Lian, M. Li, X. Liu, X. Zhou and Z. Ouyang "Ion Mobility Separation Using a Dual-LIT Miniature Mass Spectrometer", Analytical Chemistry, 2020, 92, 2573-2579, DOI: 10.1021/acs.analchem.9b0427.2) Xinwei Liu, Xiao Wang, Jiexun Bu, Xiaoyu Zhou , and Zheng Ouyang. "Tandem Analysis by a Dual-Trap Miniature Mass Spectrometer", Analytical Chemistry, 2019, 91(2): 1391-1398.3) M. Kang, W. Zhang, L. Dong, X. Ren, Y. Zhu, Z. Wang, L. Liang, J. Xue, Y. Zhang, W. Zhang and Z. Ouyang "On-site testing of multiple drugs of abuse in urine by a miniature dual-LIT mass spectrometer", Analytica Chimica Acta, 2020, 1101, 74-80, DOI: 10.1016/j.aca.2019.12.028.4) Linfan Li, Tsung-Chi Chen, Yue Ren, Paul I. Hendricks, R. Graham Cooks and Zheng Ouyang. "Mini 12, Miniature Mass Spectrometer for Clinical and Other Applications-Introduction and Characterization." Analytical Chemistry, 2014, 86(6): 2909–2916.5) Yue. Ren, Spencer. Chiang , Wenpeng. Zhang , Xiao. Wang , Ziqing. Lin , Zheng. Ouyang, "Paper-Capillary Spray for Direct Mass Spectrometry Analysis of Biofluid Samples", Analytical and Bioanalytical Chemistry, 2016.

p style="text-align: center "img title="777bed85-1539-45ee-942f-2da79fdecaab.jpg!w280x280.jpg" src="http://img1.17img.cn/17img/images/201708/insimg/8bfd14b1-a50c-4748-810d-bf1ab36643a2.jpg"//pp　　strong产品名称：质谱成像基质微喷雾系统/strong/ppstrong　　生产厂家：HST公司/strong/ppstrong　　产品型号：Matrix Spotter/strong/pp　　产品说明：MALDI质谱成像技术已成为生物标志物研究、医学、药物研究等方面的重要手段，自动化的基质喷涂技术可大大提高MALDI质谱成像的灵敏度和分辨率。HST公司研发的μMatrix(矩阵观察)微喷雾系统是质谱组织成像领域内一款新型的基质制备设备。通过电脑控制的压电式模块，只需要pl(微微升)的上样量，即可产生高重现性和均一性的Matrix制备。在组织多肽领域，该系统也可以制备均质的酶消化样本。与市场上传统的纳升级喷雾系统不同，此微喷雾系统采用全新的精细雾点控制模块，率先在细微的组织表面高分辨率的精确均匀喷洒各种基质。也可将胰蛋白酶直接喷洒在组织表面，进行表面蛋白质原位酶解，不但能看到目标蛋白质的分布，而且能通过质谱仪直接鉴定蛋白质。/pp　　strong产品特点/strong/pp　　strong1 精确性和均一性/strong/pp style="text-align: center "img title="1.jpg" style="float: none " src="http://img1.17img.cn/17img/images/201708/insimg/ea870112-6430-4961-a8ea-6a712357d84d.jpg"//pp　　μMatrix Spotter可以将世界地图上的任何区域绘制成微斑点的矩阵阵列。/ppstrong　　2 操作简单/strong/pp style="text-align: left "img title="2.jpg" src="http://img1.17img.cn/17img/images/201708/insimg/3cb58275-0b11-41c8-82d9-9e0fdff9379d.jpg"//pp　　其软件直观的用户界面可以精确控制基质的数量、斑点面积以及位置。/pp　strong　3 可重现性/strong/ppimg title="3.jpg" src="http://img1.17img.cn/17img/images/201708/insimg/a6045498-e497-40db-a68f-2172aaf999bd.jpg"//pp　　通过使用pL-级压电式喷雾单元模块，为矩阵观察提供各种基质溶液的高还原性斑点，如HCCA(L) 和 DHB (R)。/ppstrong　　产品优势/strong/pp　　μMatrix Spotter的操作软件可以精确选择基质打印区域，从而尽量减少基质溶液的使用/pp　　通过压电式喷雾单元在组织切片上方的垂直“PL”喷雾可实现打印区域基质的一致性/pp　　MALDI MS成像的组织提取物可实现少量重复打印控制。重复数量和干燥时间可根据个个实验的目的进行优化控制/pp　　可同时打印4个氧化铟锡载玻片/pp　　胰蛋白酶溶液和优化的溶剂混合液喷涂在组织切片上，可用于MALDI质谱成像实验。/ppstrong　　产品应用/strong/pp　　MS成像/pp style="text-align: center "img title="4.jpg" src="http://img1.17img.cn/17img/images/201708/insimg/45f9935e-1a9b-4be8-9bf5-282ccdef201b.jpg"//pp　　小鼠脑组织脂质成像/pp style="text-align: center "img title="5.jpg" src="http://img1.17img.cn/17img/images/201708/insimg/94e1224e-34bc-498b-9bf7-63c9af59ec4f.jpg"//pp　　SA基质晶体 小鼠脑脂质/pp　　使用μ矩阵观察 m/z 788 m/z 826 m/z 850/pp　　使用空气喷射式方法/pp　　乳腺癌组织的胰蛋白酶消解/pp style="text-align: center "img title="6.jpg" style="float: none " src="http://img1.17img.cn/17img/images/201708/insimg/1591d1a3-aa7d-41fe-9dd0-0241b31643e2.jpg"//pp　　使用 μMatrix Spotter对进行胰蛋白酶消解后的乳腺癌组织MALDI-TOF MS。质谱成像显示肽m/z 1213和1396的分布 肽m/z 1213通过MS/MS分析被识别为人类Igα-2 链。/pp　　发芽马铃薯毒素成像/pp style="text-align: center "img title="7.jpg" style="float: none " src="http://img1.17img.cn/17img/images/201708/insimg/3563ca74-a951-4072-bf3b-8a7f6fe6132e.jpg"//pp　　使用μMatrix Spotter显示50通道DHB马铃薯芽切片成像。/ppstrong　　技术参数/strong/pp　　应用精度：± 50μm；/pp　　喷雾分辨率：5760*1440 dpi；/pp　　样品槽：支持6个样品瓶位；/pp　　喷雾速度：大约30秒 (在 5*5 cmsup2/sup区域上)；/pp　　自动应用控制器：定量重复喷雾；/pp　　板支架：384 孔板，专用铟锡导电载玻片(ITO slide glass)；/pp　　加热板：温度范围20～50span style="font-family: arial, helvetica,sans-serif "℃/span；/pp　　压电式喷雾单元：3 PL /最少。/pp /p

《求是》杂志于 5 月 16 日发表习总书记重要文章《正确认识和把握我国发展重大理论和实践问题》。文章指出要正确认识和把握碳达峰碳中和，须知绿色低碳发展是一个复杂工程和长期任务；需要狠抓绿色低碳技术攻关，加快先进技术推广应用，深入推动能源革命，增加新能源消纳能力，加快建设能源强国。而锂离子作为新兴的储能物质，具备其能量密度高、安全性好、无记忆效应、循环寿命长等优点，被广泛应用于各种可穿戴电子设备和电动汽车等领域。近年来新能源汽车已成为全球锂电产业高速发展的主要动力。此外，电化学储能作为电网储能技术的重要组成部分，在削峰填谷、新能源并网和电力系统辅助服务等大政方针下扮演着愈发重要的角色。当前市场迫切需要开发出更高能量密度、更低成本、循环稳定性更好和可逆比容量更高且安全的锂离子电池，满足行业应用的同时实现社会绿色可持续发展。为方便大家了解关于锂离子材料的最新研究动态，我们给大家分享几篇相关综述和一些利用喷雾干燥技术开展的研究应用，供大家参考学习。代表综述1Particuology （2022）: Balancing particle properties for practical lithium-ion batteries作为最先进的二次电池，锂离子电池在索尼公司于 20 世纪 90 年代初推出以锂钴为负极材料电池后，一直占据着消费电子市场。锂离子电池高效运行的关键在于富锂离子的电解质与电极中活性材料颗粒之间的有效接触。电极材料的颗粒特性影响锂离子的扩散路径、扩散阻力、与活性材料的接触面积、电化学性能和电池的能量密度。为了使锂离子电池达到满意的综合性能，不仅要注重材料的改性，而且要平衡电极材料颗粒的性能。因此，本文将从三个方面分析颗粒特性对电池性能的影响：颗粒尺寸、颗粒分布和颗粒形状。深入了解粒子对电极和电池的作用和机理，将有助于开发和制造实用的锂电池。锂电池本质上是锂离子在两个电极之间反复循环 “流动”，锂离子会不断地被脱嵌和嵌入到正负极材料中，这是电极材料颗粒与电解液接触和反应的过程。因此，锂化和脱锂过程受电极材料颗粒特性的影响。由于电极中活性物质粒子的高比表面积，以及传输和化学转化中多层次结构的多样性，平衡粒子的性能成为实际 LIBs 技术突破的关键。颗粒的形态和尺寸影响锂离子的扩散路径、扩散阻力以及活性材料与电解质的接触面积，进而影响 LIBs 的电化学性能。较小的粒子通常具有较短的从粒子内部到表面的路径，而球形粒子可以提供较大的接触面积并提高电极中的活性物质含量。同时，颗粒大小分布对电极材料颗粒的堆积有直接影响，这种空间效应会影响锂离子的脱嵌，从而影响电池性能。下图作者使用八卦图的方式，展示平衡理念，非常形象的描述了离子颗粒特性的几个因素。更多内容请阅读原文献内容。2Materials （2018）: Spray-Drying of Electrode Materials for Lithium- and Sodium-Ion Batteries锂离子、钠离子及相关电池中电极材料的性能不仅取决于其化学成分，还取决于其微观结构。因此，合成方法的选择至关重要的。在各种各样的合成或成型路线中，报道了越来越多的组合方法，喷雾干燥作为一种多功能工具脱颖而出，提供了扩大到工业级别的潜力。在这篇文章中，概述了迅速增加的文献研究数量，包括溶液的喷雾干燥和悬浮液的喷雾干燥。并特别关注待喷雾干燥的溶液/悬浮液配方的化学方面；也考虑了喷雾干燥前驱体的后处理以及由此产生的颗粒形态。在表格中引用了 300 多种出版，其中条目根据最终化合物组成、起始材料、碳来源等列出。作者建议，关于电极材料的合成，应从早期阶段考虑将结果从克级的实验室规模转移到公斤级工业规模的可能性。这在电极材料研究中尤其重要，因为在从小批量到大批量或连续生产时，由于传热问题，微观结构通常是放大时受影响最大的特性之一。容易放大是喷雾干燥的优势之一，这是一种通用且强大的技术，其在食品和制药行业已成为经典的方法，最近已扩展到电极材料领域的研究。下图来源原文献中：喷雾干燥发表文献&喷雾干燥原理介绍喷雾干燥微观颗粒形态喷雾干燥流程示意图3Drying Technology （2017）: Laboratory spray drying of materials for batteries, lasers, and bioceramics喷雾干燥技术是一种适用于各种先进材料规模化生产的工艺。广泛应用于材料、化学、食品和制药工业领域。该方法具有连续性、可扩展性、成本低、易于产业化等特点。它提供了生成具有特殊结构的功能性粉末的能力，例如复合材料、核壳或封装颗粒等。最近的实验室规模研究集中在开发：用于下一代锂离子电池的纳米/微结构电极材料，具有增强的电池容量和优异的电化学性能透明材料的激光陶瓷生物陶瓷，如具有改善生物活性和治疗效果的骨替代物、牙科植入物和胶连剂本文综述了这些应用领域的研究进展，并强调了实验室规模的喷雾干燥在相应的先进材料加工路线中的重要性。BUCHI 经典实验室喷雾干燥仪 B-290 示意图不同电极材料合成路线（点击查看大图）相关研究应用介绍1Dalton Trans（2021）: Spray-dried assembly of 3D N,P-Co-doped graphene microspheres embedded with core-shell CoP/MoP@C nanoparticles for enhanced lithium-ion storage通讯作者：上海交通大学何雨石教授具有精确控制工程的过渡金属磷化物（TMP）材料的微/纳米结构调控的新型合成方法的发展对于实现其在电池中的实际应用至关重要。本研究采用喷雾干燥技术构建了三维（3D）N,P 共掺杂石墨烯（G-NP）微球，微球内嵌 CoP@C 和 MoP@C 两种核-壳型纳米粒子（CoP@C ⊂ G-NP, MoP@C ⊂ G-NP）。这种有意义的设计显示了微观结构 G-NP 和核壳 CoP@C/MoP@C 纳米粒子系统的化学性质之间的密切相关性，这有助于锂离子电池（LIBs）中的负极性能。所获得的结构具有通过共掺杂杂原子（N,P）制备的稳定的多孔 G-NP 骨架，该骨架具有三维导电高速通道，允许离子和电子快速通过并保持材料的整体结构完整性。内部碳壳可有效抑制体积变化并防止 CoP/MoP 纳米颗粒聚集，提供出色的机械稳定性。因此，CoP@C ⊂ G-NP 和 MoP@C ⊂ G-NP 复合材料在 0.1 A g-1 的电流密度下具有 823.6 和 602.9 mAh g-1 的高比容量；在 1 A g-1 下，500 次和 800 次循环后，比容量为 438 和 301mAh g-1，表现出及其出色的循环稳定性。下面为原文献截图：制备工艺示意图（点击查看大图）电化学性能测试（点击查看大图）2Adv. Energy Mater. （2018）: Spray-Dried Mesoporous Mixed Cu-Ni Oxide@Graphene Nanocomposite Microspheres for High Power and Durable Li-Ion Battery Anodes本研究开发了剥离石墨烯包裹的介孔氧化铜镍（CNO）纳米复合材料，采用快速喷雾干燥技术，通过石墨烯纳米片（GNSs）均匀包裹了分层介孔 CNO 纳米砌块，其协同效应有效地保护了电活性物质免受充放电过程引起的体积变化影响。由于脱落的石墨烯片的笼化效应产生的有趣结构和形态特征，这些 3D/2D CNO@GNS 纳米复合微球有望作为高性能锂离子电池的负极材料。它们表现出前所未有的电化学行为，如高可逆比容量（在低 0.1 mA g-1 下的初始放电容量超过 1700 mAh g-1； 在 1 和 5 mA g-1 下，800 次和 1300 次循环后，比容量为 850 和 730 mAh g-1；在超过 2000 次循环 10 mA g-1 的非常高的电流密度下，比容量仍高于 400 mAh g-1），出色的库伦效率和长期稳定性（超过 3000 次循环，容量保持率＞55%）。与通过传统技术制备的大多数过渡金属氧化物和纳米复合材料相比，其在高电流密度下是显著的。这种简单而创新的材料设计对开发用于锂离子电池或其他储能设备的先进转换材料具有启发意义。（点击查看大图）（点击查看大图）（点击查看大图）（点击查看大图）3ACS Appl. Mater. Interfaces （2020）: MXene Frameworks Promote the Growth and Stability of LiF-Rich Solid−Electrolyte Interphases on Silicon Nanoparticle Bundles通讯作者:上海交通大学何雨石教授，同济大学杨晓伟教授喷雾干燥技术制备高度稳定的纳米硅负极。硅基材料是下一代锂离子电池理想的负极材料；然而，在充放电过程中，硅的体积变化很大，导致电极断裂和固体不稳定−电解质界面（SEI）层，严重影响其稳定性和库仑效率。新兴的 2D MXene 由于其有趣的表面物理化学特性，在电催化领域得到了广泛的研究。本研究将硅纳米颗粒封装在坚固的微米级 MXene 框架中，其中 MXene 纳米片通过毛细管压缩力作用力下发生预褶皱，以有效缓冲体积变化，另外通过简单的热自交联反应在相邻纳米片之间形成了丰富的共价键（Ti−O−Ti）进一步保证了 MXene 框架相邻薄片的坚固性。这两个因素都稳定了电极结构。此外，在充放电循环时， MXene 纳米片上丰富的氟/F封端基团有助于在框架外原位形成高度紧凑、耐用且机械坚固的富含 LiF 的电解质界面（SEI）层，这不仅抑制了 Si 和有机电解质之间的副反应，还增强了 MXene 框架的结构稳定性。得益于这些优点，本研究所制备的阳极具有高达 1797 mA h/g 的高比容量，并且 500 次循环后，高容量保持率为 86.7%，平均库仑效率为 99.6%。可以说，这项工作为其它具有强烈体积效应的高容量电极材料提供了思路。（点击查看大图）（点击查看大图）（点击查看大图）4Ionics (2021) 27: Green and efficient synthesis of LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2 cathode material with outstanding electrochemical performance by spray drying method通讯作者:天津工业大学时志强教授，宁波大学阮殿波教授高镍层状材料由于具有高比容量等优点，已被广泛作用锂离子电池的正极材料。然而，传统的共沉淀法存在生产周期长、污水污染等缺点，因此开发一种高效、环保的合成方法具有重要意义。基于此，本文以醋酸盐为原料，采用喷雾干燥法成功合成了 LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2 材料，并研究了喷雾溶液浓度对电化学性能的影响。XRD、SEM 和 EDS 测试结果表明，合成的 LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2 材料样品具有层状晶体结构，一次粒子堆积形成二次球形粒子微观结构、组分分布均匀。恒电流充放电测试结果表明，高浓度溶液制备的样品表现出优异的循环性能，初始放电容量为 199.3 mAh g-1,在 2.8-4.3 V 下循环 300 次后容量保持率高达 83%，电流密度为 1C（1C=180 mAh g-1 ）。电池制备工艺图（点击查看大图）5Journal of Electroanalytical Chemistry (2019): Silicon@graphene composite prepared by spray–drying method as anode for lithium ion batteries通讯作者:江苏大学刘云建教授本文采用喷雾干燥法（进、出口温度分别为 160℃ 和 110℃）结合低温还原技术制备了硅@石墨烯复合材料作为负极材料。通过改进的 Hummers 方法合成了氧化石墨烯材料，并超声波处理将氧化石墨烯粉末分散到 5% 的乙醇溶液中。并在剧烈搅拌下将纳米硅粉末均匀地分散到氧化石墨烯悬浮液中形成硅@石墨烯复合材料。XRD 结果表明复合材料由硅和石墨烯组成，并经 FT-IR 和拉曼光谱验证。 SEM 和 TEM 结果表明，硅@石墨烯粉末为微米级别的球形颗粒，石墨烯片包裹了纳米硅颗粒。硅@石墨烯复合材料显示出优良的电化学性能，当硅和氧化石墨烯的质量比在 1：4 时，可表现出最佳的电化学性能，在100 mAh g-1 时具有 1298.1 mAh g-1 的高初始充电容量。此外，该样品表现出良好的倍率性能，这表明它是一种很有前途的锂离子电池负极材料。（点击查看大图）（点击查看大图）（点击查看大图）瑞士步琦公司是实验室喷雾干燥领域全球市场领导者，提供纳米至微米级颗粒的完整解决方案，从 1979年推出第一台实验室喷雾干燥仪 B-190 以来，迄今已有 40 多年的历史。凭借其高品质的产品，专业的服务，领先优势的制造工艺技术如压电技术喷雾、红宝石喷嘴冒、专利技术静电涂层分离器和溶剂安全处理惰性循环装置等深受广大客户青睐！如需上面文献资料或更多产品资料信息，欢迎联系我们。

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浙江好创生物技术有限公司董事长朱一心在2015年美国质谱年会(ASMS 2015)上发布了有关电喷雾离子源(ESI)带电机理，相关的论文在ASMS上作为墙报展示。由于这套理论与传统ESI带电理论有所不同，引起了强烈的反响。仪器信息网编辑将发布的内容整理，供国内感兴趣的专家学者参阅。　　当前，蛋白质组学研究中最大的技术瓶颈之一就是生物质谱的离子源技术，因为现有离子源对离子的利用效率极低。　　事实上，自从80年代中期John B. Fenn 将电喷雾离子源应用于大分子质谱分析以来，全世界成千上万的科学家涌入了这一研究领域。快30年过去了，对于电喷雾离子源机理，还是停留在两个模式：Ion Evaporation Model (IEM) 离子蒸发，与Charged Residue Model (CRM) 电荷残留机理。这两个模式所描述的都是带电液滴离开Taylor Cone 以后的单分子气相电荷的形成过程（如图1所示），至今也无法解释以下两个问题：　　1、为什么电喷雾离子源中存在多电荷离子?　　2、为什么电喷雾离子源存在离子抑制现象?图1 电喷雾离子源机理　　有些学者认为多余的电荷是来自于液滴(Droplets that contain an excess of positive and negative charge detach from its tip.)　　根据电磁场理论，介质在电场中，正负电荷是以成对的形式存在的，不可能形成正、负分离。在电极的同一端更不可能产生正、负离子分离的现象。图2 离子源机理实验图　　下面是朱一心研究团队的实验过程。首先将离子源全封闭起来。图2中，瓶子 1、2、3 可以加上不同的液体或气体，作为辅助液气，控制泰勒锥周围的离子化气氛。图3 离子源离子化室内充满空气和氮气时的离子图　　当离子源离子化室(Chamber)充满空气时，肽段离子信号如图3左所示，肽段离子信号非常强。　　将离子源离子化室(Chamber)充满氮气,并且控制其质谱仪的真空度与离子源离子化室暴露大气时一样，如图3右所示，质谱仪无法检测到肽段离子信号。　　这样我们可以直观的推断(M+H)+ 中的正氢离子并非来自于 Tip 中的液体(流动相)。图4 Air气氛状态下，咖啡因的溶剂为D2O和H2O的谱图　　还有实验也能说明氢离子不是来自于流动相。分别用水(H2O)和氘水(D2O)溶解咖啡因，在没有辅助液体的时候，离子化室充满空气时，得到如图4所示的图谱，图中可见，上下图谱完全一致，这就说明了氢离子不是来自于流动相(Solvent)。如果是自于流动相，那么在用氘水(D2O)溶解咖啡因的质谱图中的主峰应该是(M+2)=196.17，而不应该与用水(H2O)溶解样品时得到的主峰一样(M+1)=195.17。咖啡因的结构如下图，它没有OH键，所以无法产生氢氘交换,最适合我们的实验。咖啡因(Caffeine)，分 子 式：C8H10N4O2， 分 子 量：194.19　　那氢离子到底来自于哪里呢?看了下面实验就知道了。　　在上面的实验中的辅助气中加以D2O为辅助液体以后，得到了完全一致的谱图，主峰均为(M+2)=196.26如图5所示。图5 Air+D2O 气氛状态下，咖啡因的溶剂为D2O和H2O的谱图　　从咖啡因的分子式可以判断，它100%无法进行氢氘交换。所以用氘水溶解样品，咖啡因的分子式不发生变化，在高电场中被电场极化的分子式与水溶解的咖啡因一致，分子量没有发生变化，还是M，吸附上一个氢离子以后形成(M+H)+ 正离子。加以氘水(D2O)辅助蒸汽以后，在泰勒锥(Taylor Cone)周围产生氘离子(D+)，所以极化后的分子吸附一个氘离子(D+)，形成(M+D)+ 正离子。这一实验就证明了氘离子((D+)，是来自于泰勒锥以外的。　　如果用传统的电喷雾理论，在这一实验中，用水(H2O)溶解咖啡因时，是永远见不到(M+2)+ =196.26的离子峰的。　　这三个实验可以说明，电喷雾离子源使分子带电的过程其实是场致水分子电离后产生氢离子，极性分子在高电场中的极化，极化后的分子与氢离子又产生了静电吸附，从而形成多电荷分子离子。　　图6 电喷雾离子源机理　　如图6所示，电喷雾发射针处于正电压，在尖端表面形成一个稳定的Taylor Cone，因为Taylor cone 的曲率半径很小，在纳米数量级，尖端表面的电场很强，将刚刚离开Taylor Cone 的极性分子极化，形成长条形的不稳定极性分子 同时将尖端表面的水分子场蒸发，形成氢离子，氢离子被长条形的极性分子的负端吸附，从而形成了多电荷离子。　　同时可见，当两个极性分子同时出现在Taylor Cone 附近，氢离子被极性大的分子吸附，从而出现了离子抑制现象。　　美国康奈尔大学化学与化学生物学荣誉教授Fred Mclafferty(右)与朱一心先生探讨技术问题　　赛默飞世尔R&D Director Jean-Jacques(右)，与朱一心先生探讨技术问题

在过去几十年中，MALDI质谱成像技术已被广泛应用在生物标志物发现和药物研发等多个领域。但是MALDI质谱成像的技术操作中，要获得高质量、重复性好的质谱结果，并不容易。组织样品基质的选择和覆盖十分关键，要尽可能的满足组织切片上的蛋白无扩散或移位现象，基质与蛋白形成良好的共结晶，并不是十分容易的事情。然而，美国HTX technologies公司研发的全自动基质喷涂设备让这一切变得简单可行。HTX公司研发的全自动 MALDI 基质喷涂设备（TM-Sprayer）近期，南卡罗莱纳医科大学-细胞与分子药理学&实验治疗学部发布了一篇基于MALDI FTMS成像技术的癌变生物标记物N-聚糖的研究。该研究中利用了超高分辨、超高灵敏度的solariX MALDI FTMS质谱平台，通过对福尔马林固定石蜡包埋(FFPE)组织中的N-聚糖进行质谱成像分析，确定了N-聚糖为组织癌变生物标志物。 实验操作中，在对5μm厚的FFPE甲状腺癌组织切片样品进行酶处理和基质覆盖时均使用了HTX公司的自动喷雾仪产品（TM-Sprayer）来执行，而非传统的手动处理。HTX的这款TM-Sprayer基质喷雾仪最大特点就是能够以精准模式和可调节模式对整个样品区或部分区域进行喷涂，该研究中首先利用TM-Sprayer将浓度为0.1μg/μL的糖苷酶（PNGase F）喷涂在组织切片表面，37℃环境下孵育。随后，选用基质CHCA进行精确覆盖，确保了细腻、均一稳定的基质涂层。后续获得的MALDI成像结果也显示了较高的信号强度和分辨率。 实验结果Figure 1. Example N-glycan signal from a single section of thyroid cancer. A Total average spectrum from the image with example glycoform structures per m/z B Tile view of example images. Inset top right, photomicrograph of unstained tissue prior to imaging. Abbreviations: GlcNAc, N-acetylglucosamineFigure 2. Image segmentation showing complexity of N-glycan signatures in a thyroid cancer tissuesection. A Pathologist marked H&E stain of section highlighting adjacent nontumor, anaplastic, and necrotic regions. B SCiLS image segmentation of N-glycans from 2D mapping. White asterisks markcalculated overlaps of anaplastic and necrotic regions.Figure 3. Quantification of N-glycan signatures from regional areas on tissue. Statistical testing was donecomparing nontumor adjacent and anaplastic regions (ROC-1) or anaplastic versus necrotic (ROC-2).A Photomicrograph depicting areas selected for measuring relative abundance of N-glycan expression.B A high mannose (Man9) structure distinguishing nontumor adjacent compared to anaplastic tumor ornecrotic regions. C A biantennary N-glycan defining necrotic regions with low expression in nontumoradjacent and anaplastic. D A tetrantennary fucosylated structure with low expression in adjacent nontumor and increasing expression in anaplastic and necrotic tissues regions.TM-Sprayer最大的特点就是可以为MALDI质谱成像提供高重现性和高质量数据，该产品已被应用在多个领域的MALDI成像实验中，并有相当数量的科研文献提到应用了该款产品获得优质数据。在质谱成像领域势必将成为MALDI成像的好搭档。 关于HTX公司美国HTX科技公司一直致力于组织成像和分子成像技术的不断发展，成像研究集中于样品制备和 MALDI 质谱成像领域。HTX成像研究方面借鉴了HTX科技公司长期以来在科学仪器领域的经验，包括生物学、设备工程、研究应用和商业开发方面的专业经验。依托先进的分析平台为样品制备和自动化工作流程提供了一系列解决方案。 通用实验科技（中国）有限公司（Labcare Scientific China Limited）作为美国HTX公司在中国区的唯一授权经销商，全权负责HTX产品的售前、售后技术支持工作。如有需要请不吝联络我们设在中国的业务部门和售后服务中心，联系电话：400 821 3360。

想必所有的侦探小说迷都知道，提取和分析指纹真是一桩乏味且冗长的活计。如小说中描写的那样，严谨的法医们挥着小刷子、在指纹上施粉、再粘上胶带……即使对最为耐心细致的人，这都是一个不小的挑战。不过现在，法医们不必再像《犯罪现场鉴证》（CSI）中描绘的那样，为辨识指纹焦头烂额了。只需一个便携式指纹分析器，棘手问题不难迎刃而解。 　　8月份的《科学》杂志撰文介绍了“喷雾解析电离质谱法”（简称DESI）的文章，这项技术的发明者是来自印第安纳普渡大学的戴米安艾法教授和他的团队。该技术的过人之处在于：不同于传统的光学技术，DESI是一种化学技术。它能够快速、准确地鉴定指纹，易于野外操作，对重叠指纹和罪犯曾接触物体的情况也能了如指掌。　　这项技术的工作原理是：在一片极小的指纹区域（约0.15mm×0.15mm）内，喷上带电的甲醇与水的混合物。当这些小液滴与指纹相接触时，它会自动提取指纹中的化学物质，制造出一层液态薄膜。随着该指纹区域内喷洒的液滴的增加，先前形成的液状薄膜就会散开，并吸入光谱仪。此时，光谱仪便开始进行所收集分子的分析。这一过程所耗时间仅为数十秒。 　　DESI正是通过对指纹上所含分子的辨析来“抓出”真凶的。指纹上的每一个分子都会被光谱仪赋予一个所谓的化学“像素”。这里的“像素”当然和屏幕上的像素意义不同：后者代表一种颜色，而前者则代表着一种分子。指纹由各个指纹片断构成。 　　DESI是一项基于化学原理的技术。所以，相比视觉技术，它便拥有另一个卓越之处：能够检测留下指纹的人在此之前接触过那些物品。艾法和他的同事们在实验中就曾检验出手指接触过的可卡因、大麻、炸药等物。此外，对于光学技术很难辨析清楚的重叠指纹，DESI也能轻松搞定。　　DESI不仅将成为侦探们探案的利器，也极有牵引医生目光的潜力。 因为DESI也同样能够化验指纹上的器官分泌物。这些分泌物虽停留在指纹上，却是身体内部新陈代谢的直接产物。因而，它们又可以被视为是人体健康的风向标之一。或许，我们可以期待有一天医生能够凭着扫描病人的一块皮肤就诊断出病人身上的病症。　　现在，艾法团队的成员格拉汗库克斯 （Graham Cooks）已经成功制作出一台内置微型质谱仪的DESI仪器， 这台仪器有医药箱那么大，很适宜于法医随身携带。面对日益强大的指纹分析技术，看来，是惯犯们收敛自己双手的时候了。　　（译自《经济学人》）

2011年10月12-15日，由科技部批准、中国分析测试协会主办的“第十四届北京分析测试学术报告会及展览会(BCEIA 2011)”在北京展览馆隆重举行。展会除了仪器展出、学术报告、厂商技术交流等活动外，还有一项重要活动就是“仪器评议”。该活动是由科技部倡导，中国分析测试协会技术与标准委员会仪器评议组负责组织实施。旨在为我国仪器的引进、开发提供重要参考，为我国仪器用户在仪器选型、测评等方面提供一个交流和实习机会，为我国分析测试相关领域提供一种实践性学术交流模式。BCEIA 2011质谱仪器评议人员合影　　BCEIA 2011质谱仪器技术评议活动由军事医学科学院魏开华研究员主持，参加评议的专家有中国科学院化学研究所王光辉研究员、中国分析测试协会汪正范研究员、中石化石油化工研究院苏焕华教授、中国农业大学李重九教授、国家生物医学分析中心赵晓光教授、地质科学研究院李冰教授、钢铁研究总院胡净宇博士、中国地质科学院地质所宋彪研究员和北京CDC刘丽萍主任。BCEIA 2011质谱仪器评议专家谈国产质谱仪器发展　　仪器信息网编辑特别采访了魏开华研究员、王光辉研究员、苏焕华教授、李重九教授。在采访中，各位质谱专家介绍了此次质谱评议活动的基本情况、他们对此次质谱评议活动的感受，以及对我国质谱仪器未来的发展的建议。军事医学科学院魏开华研究员　　魏开华研究员：此次质谱类仪器评议活动主要包括“2011质谱技术评议—聚焦离子源”和“便携式气质联用仪现场评议”两个部分。有5家仪器公司对新型离子源技术做了介绍，取得了不错的效果。　　参与BCEIA 2011现场测评的仪器是聚光科技有限公司的Mars-400便携式气相色谱-离子阱质谱联用仪。主要包括对仪器关键指标的现场考核，以及对BCEIA展馆内空气进行现场监测。在现场监测这一环节，不仅对空气进行监测，还对花的香味进行了监测。聚光科技Mars-400便携式气相色谱-离子阱质谱联用仪进行现场测评　　通过此次质谱仪器技术评议我们希望能为国产质谱仪器的发展提供一些建议，以及专业技术方面的指导，希望国产仪器有腾飞的一天。中国农业大学李重九教授　　李重九教授：以前我们总是评进口仪器，现在我们来评一下国产仪器，看看国产质谱仪器经过这些年的发展有哪些进步，和进口仪器有什么差距，希望通过这一活动能对国产质谱仪器的发展有所帮助。另外，也希望通过质谱技术评议活动，能使更多用户了解仪器的性能，并对用户今后的仪器选型和应用有所帮助。中石化石油化工研究院苏焕华教授　　苏焕华教授：在前三届的质谱仪器技术评议活动中，用于现场测评的仪器都是进口的，我们很高兴今年接受现场测评的质谱仪是国产仪器，这说明我们的国产质谱仪器在短短几年的时间里发展还是很快的。我们也欣喜的看到用户对于国产仪器的认可度也大大提高。　　目前，国家对于质谱仪器研制的投入很大，同时我们也看到业内许多同仁也非常努力，相信我们会逐渐赶上进口仪器的水平。有人说质谱的核心技术，一方面是质量分离、另一方面是离子化。质量分析器这一方面，我们上午去看了禾信的质谱仪，还是有新的东西。而离子源技术的研究水平，现在国内和国外差距也不是很大，基本上国外有人研究的技术，国内也有很多人在做，也有成果出来。　　对于质谱仪器的发展，其实几十年来，最关键的问题是如何将实验室的技术研究转化为产品，究竟如质谱这样的高端仪器的发展应该采用怎样的方式?现在，我们采用了让生产厂家牵头，组成“产、学、研”结合的团队，这可能比原来的研制、产业化分离的状态要好。我觉得原来的路有很多失败的教训，而采用新的路子后，这两年发展还是很快，比如聚光、禾信。只要这些生产企业能够组织起来比较有力的团队，我相信我们的国产仪器发展能够更快一些。中国科学院化学研究所王光辉研究员　　王光辉研究员：国产质谱仪在短短几年时间，取得这样大的成绩，是很不容易的。现在应该得到大家更多的鼓励。目前国产仪器遇到的最大的一个问题就是与进口仪器的竞争。而想通过低价位争取国内市场的做法是行不通的。另外，我们国产仪器大都跟在进口仪器后面模仿，这条路看来也不是一条好的发展之路，走到最后，就会无路可走。因而，国产仪器应该在创新方面再多下一点功夫，同时这也需要国家的支持。当然，最重要的还是观念的改变，大家要重视创新，这样国产的仪器才会走出低谷。BCEIA 2011质谱仪器评议活动现场BCEIA 2011质谱仪器评议专家点评离子源技术　　本次技术评议部分的主题是聚焦离子源，参与评议的企业有布鲁克、岛津、好创生物、华质泰科、AB SCIEX公司。　　(1)布鲁克公司-CaptiveSpray电喷雾离子源(CSI)　　布鲁克公司蒲海博士介绍到，CaptiveSpray技术的关键点是气体流量聚焦技术，无需复杂且费时的喷嘴调节装置，也可获得纳升喷雾灵敏度 同时，CaptiveSpray技术可直接使用空气，流速适用范围为50-5000nL/min，喷雾稳定，重现性好。会上专家纷纷对气体流量聚焦技术表现出了很大的兴趣，并指出CSI中的气体螺旋聚焦及氮气/空气载气的问题还有待好好研究。　　(2)岛津公司-解吸电晕放电束离子源(DCBI)　　岛津公司孙文剑博士说到，DCBI利用直流高压在高速气流中产生发光的细束电晕，该细束射到样品上即能对样品进行解吸电离，进而引入质谱仪进行实时质谱分析，在不经任何前处理即可对固体样品进行高效高灵敏度的直接分析，极大提高了样品分析效率。专家们则指出，人们对该技术寄予了很大的希望，但DCBI在挥发性、精度定性以及靶的温度控制方面还需做大量的开发应用工作。　　(3)好创生物公司-封闭式可调气氛电喷雾离子源　　好创生物公司董事长朱一心先生指出，该技术是通过对电喷雾离子源电离气氛进行控制，产生了场致蒸发氢离子、极性分子在高电场中的极化和静电吸附的组合现象，该技术具有比John B. Fenn离子源更加广泛应用领域和更高性能的质谱分析。对此，专家们纷纷表示该技术具有独创性和极大的应用前景，朱一心先生也希望与国内质谱仪器公司合作，共同推进该技术的产业化发展。　　(4)华质泰科公司-芯片多通道直接进样系统(TriVersa NanoMate:Chip-based ESI)　　华质泰科公司总裁兼首席技术官刘春胜博士介绍到，TriVersa NanoMate是一款新一代电喷雾质谱的进样系统，集馏分收集和芯片电喷雾技术于一体，把质谱和液相技术结合在一起，特别适合于对药物及其代谢物、蛋白质、脂质等复杂样品的分析。对此，与会专家们谈到，在蛋白质分析中质谱总是“太快”、色谱总是“太慢”，而NanoMate则为国内外蛋白质学工作者提供了一种更为新颖的进样方式。　　(5)AB SCIEX公司-离子淌度差分质谱技术　　AB SCIEX公司李春波博士说到，SelexION 技术是一种获得高重现性、耐用性及易用性的离子淌度差分质谱分离技术，同时还可为高灵敏度的定量与定性分析提供更多一维的选择性，特别适合分离同分异构体样品分析、共流出杂质分离以及消除高背景噪音等领域。而现场专家则指出，目前同分异构体最好的分离技术仍属色谱，而SelexION 技术是否能够很好的分离同分异构体还需要下功夫做更多的应用实例。　　采访编辑：秦丽娟