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质谱峰数据平滑方法

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质谱峰数据平滑方法相关的资讯

  • 多模态融合方法划分质谱成像数据感兴趣区域
    4月11日,中国科学院深圳先进技术研究院医工所传感中心罗茜团队在质谱成像数据分析领域获得重要进展,成功开发了一种多模态融合验证的空间分割新方法,可以准确可靠地确定质谱成像数据的感兴趣区域(regions-of-interest,ROIs)。相关研究成果发表在生物数据科学领域国际知名期刊GigaScience上,深圳先进院郭昂助理研究员为论文第一作者,罗茜研究员为论文通讯作者。质谱成像(Mass Spectrometry Imaging, MSI)是一种具有空间分辨能力的新型分子组学技术,为研究人员提供了理解生物现象背后生化机制的新手段。它通过扫描收集组织切片上各个位置的完整质谱图,可免标签、高通量地同时获得几十到几百个分子的空间分布信息,其能够探测的分子种类包括蛋白质、肽、脂类和代谢物,具有灵敏度高和化学特异性强的特点。在MSI数据的统计分析过程中,一张完整的组织切片通常会被“虚拟地”划分成许多感兴趣区域(Regions-of-interest, ROIs),这些区域往往对应着不同的解剖学或病理学标签。准确划分ROI是挖掘空间分子组学数据的前提,对于发现疾病等因素引起的分子变化至关重要。然而,在现有的ROI划分方法中,传统手动方法依赖主观判断且耗时费力,而基于质谱间相似性聚类算法的空间分割(spatial segmentation)方法,虽然很大程度上实现了自动化,但其结果易受仪器噪声和伪影影响,并且关键算法参数的选取(如直接决定空间分割颗粒度的聚类数/簇数K)仍存在一定的主观性,导致其结果可靠性较差。对此,研究团队提出了一种基于多模态融合思想的“半监督”新方法,即依靠“AI病理师”验证空间分割得到的ROI结果。研究团队创新性地融合MSI中获取的分子组分信息和H&E病理图中获取的组织形态信息,实现了从两个相对独立互补的生物信息源,交叉验证ROI的划分结果,有力保证了其生物学意义上的可靠性。其中,深度卷积神经网络被作为视觉特征提取器,从H&E染色图像中计算切片各位置的组织形态学谱图(Histomorphological Features,HF),然后根据不同位置间的组织形态谱相似性,通过聚类分析实现无监督切片分区。最后,通过Cohen's kappa系数评估基于MSI和基于组织学的两组ROI间的相似性,选取可以最大化相似性的Kmeans聚类算法的关键参数——簇数K,将两种模态判断类别标签一致的区域输出,进而实现不同成像模态生成的ROI进行交叉验证,令生成的ROI具有高可信度。基于多模态融合方法的自动组织分区流程图 科研团队供图团队开发多模态融合方法划分质谱成像数据ROI并应用于小鼠肾组织样本和原位种植肿瘤研究,发现ROI与ground truths完美呼应,且广泛适用于不同类别的组织样本。据介绍,该工作涉及的核心代码与数据将完全开源共享,该方法为以MSI为基础的空间代谢组学和蛋白质组学研究者,提供多模态数据融合技术方法,进一步发展临床病理切片的细胞化学异质性研究。“这篇研究文章中使用的深度卷积神经网络(DCNN)方法是人工注释的一个有趣的替代方法,作者在探索劳动密集型人工注释的自动化替代方法方面值得称赞。”英国爱丁堡大学遗传和分子医学研究所博士的Chris Armit对工作评价道。德国曼海姆质谱和光学光谱学中心(CeMOS)的Stefania Iakab博士则认为:“我高度赞赏作者无私地提供他们的工具,并为所有的数据预处理提供了必要的信息,以及为读者提供测试的示例数据。”
  • 魏开华:质谱进展评述专题之【质谱软件】
    p  从用户来讲,质谱软件是评价质谱系统性能指标最重要的因素之一。不同质谱公司的质谱软件差异非常大,而且目前还没有公认的统一的规范。相比而言,国外质谱软件比国内质谱的软件专业性更强、可靠性更高、投入技术和资金也更大。/pp  灵敏度是任何一台质谱仪器的必须指标之一,但信噪比的计算方法多种多样,目前每个公司都对软件算法进行保密而计算结果都不一样,即使是第三方质谱软件公司的算法也不一样,因此,用户实际上很难通过信噪比参数来横向比较同类质谱仪器的优劣。/pp  对于蛋白质来说,多电荷峰的去卷积算法最为关键,否则,分子量结果的准确性和可靠性难以评估。对目前主流质谱公司的去卷积软件进行比较后发现,只有个别质谱公司的去卷积计算结果有质量控制(QC),有些公司的去卷积软件甚至不是实测质谱图。质谱采集软件由于涉及较多的商业利益,鲜有人进行深层介绍和评价。/pp  由于质谱采集卡等硬件速度和带宽的大幅度提高,实时信号的实时处理技术方案就很重要了。有些公司采用内置独立处理电脑,有的是独立采集卡,它们对实时信号的预处理技术和深度差异很大,但是无论如何,简单平滑去噪的方案是不推荐的,而应该是根据质谱硬件情况开发更先进的算法来降低点噪音和化学噪音,从而提高质谱定量分析灵敏度和动态范围。/pp  质谱数据库方面,NIST依然处于领先地位,近些年增加了许多蛋白质ms/ms数据。通过质谱公司与科研机构合作,微生物质谱数据库和代谢物数据库规模正不断扩大,预期将对质谱应用的进一步拓展起到重要的推动作用。目前,提高未知物鉴定效率和可靠性的软件和数据库还没有令人满意的进展。没有强大的数据库,就没有智能质谱。数据库的构建是个工作量巨大、成本巨大的事情,首先需要建立标准体系,然后需要大量人工去伪,还需要良好的算法。欧洲生物信息研究院(EBI)应该成为质谱数据库建设的范例。/pp  当质谱硬件发展到一定程度后就会出现平台期,软件和应用支持则是质谱系统的核心竞争力,因此,培养质谱软件技术人员和应用支持人员,是国内外质谱公司研发投入的着眼点,这对于国内质谱的持续发展尤为重要。/pp style="text-align: right "本文作者为蛋白质药物国家工程研究中心魏开华研究员/p
  • 阜外医院周洲团队Cell子刊:提出心脏流出道血管平滑肌细胞发育新模式
    p style="text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.5em "span style="font-family: 楷体, 楷体_GB2312, SimKai "近日,中国医学科学院阜外医院周洲教授团队在Cell Reports发表的最新研究首次发现并证实了,心脏流出道发育过程中存在心肌细胞向血管平滑肌细胞的转分化(trans-differentiation)。/span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.5em "strong研究者就此提出了大动脉基部平滑肌汇聚发育(convergent development)的概念。/strong/pp style="text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.5em "其中,阜外医院实验诊断中心刘宣雨博士为论文第一作者,新乡医学院王计奎教授为共同通讯作者。/pp style="text-align: center"img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/201908/uepic/5d0f19bf-17d9-40e8-be8b-89e6ba1b60f5.jpg" title="001.jpg" alt="001.jpg"//pp style="text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.5em "心脏流出道是先心病发病的热点部位,在这项研究中,研究者分析了来自小鼠流出道的3个连续发育阶段的共50,000多个细胞的单细胞转录组,同时结合单分子荧光原位杂交和基于Dre-Rox的谱系追踪技术进行了分析和验证。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.5em "研究发现,心脏流出道发育过程中涉及到6种细胞类型,共17个细胞亚群,研究者通过机器学习分类模型,为各种细胞类型及其亚群定义了分子特征(图1)。/pp style="text-align: center"img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/201908/uepic/a1081aed-4d3e-411a-9b23-8ae01464bc9a.jpg" title="002.jpg" alt="002.jpg"//ppspan style="text-align: justify text-indent: 0em color: rgb(0, 112, 192) "注:A:17个细胞亚群;B:各种细胞类型及其比例;C:各种细胞类型及其亚群的分子特征/span/pp style="text-align: center line-height: 1.5em text-indent: 0em "span style="color: rgb(0, 112, 192) "图1 心脏流出道发育过程中的细胞亚群及其分子特征/span/pp/pp style="text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.5em " /pp style="text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.5em "为了分析细胞亚群间关系,研究者通过力导向的KNN图布局(force-directed layout of k-nearest-neighbor graph)在二维空间内更加准确反映数据结构(图2A),同时分析细胞状态随时间的变化动态(图2B)和细胞亚群的特异表达谱,发现了与平滑肌分化直接相关的细胞亚群(图2C)。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.5em "有趣的是,除了间充质细胞向平滑肌细胞转化外,一个可能向平滑肌细胞发生了转分化的心肌细胞中间态亚群c9“浮出水面”,研究者推测,流出道的平滑肌细胞可能存在汇聚发育模式。/pp style="text-align: center"img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/201908/uepic/be4c2ffb-cb00-4c92-a03e-d1068157f53b.jpg" title="003.jpg" alt="003.jpg"//pp style="text-align: center "span style="text-align: justify text-indent: 2em color: rgb(0, 112, 192) "图2 心脏流出道平滑肌的汇聚发育模式/span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.5em "研究者进一步通过拟时间排序分析发现,在心肌向平滑肌转分化过程中,随着分化的进行,细胞的心肌标记的表达下调,平滑肌标记的表达上调(图3A)。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.5em "值得注意的是,Notch信号途径中的基因随着分化的进行逐渐上调(图3B)。通过基因调控网络打分分析,最终揭示出了心肌细胞向平滑肌细胞转分化过程中的关键转录因子(图3C),如Notch信号通路(已知在流出道的发育中扮演重要角色)的下游转录因子Heyl。/pp style="text-align: center"img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/201908/uepic/9467d7f6-8f0b-4a78-9e53-39e72c304313.jpg" title="004.jpg" alt="004.jpg"//pp/pp style="text-align: center line-height: 1.5em text-indent: 0em "span style="color: rgb(0, 112, 192) font-size: 14px "图3 拟时间排序和基因调控网络分析揭示出心肌细胞向平滑肌细胞转分化过程中的关键转录因子/span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.5em "单分子荧光原位杂交结果显示,从近端到远端的流出道连续横截面可以观察到从心肌表型向平滑肌表型的过渡(图4A)。细胞共表达心肌的标记基因Myh7和流出道平滑肌的标记基因Cxcl12,为心肌细胞向平滑肌细胞转分化的存在提供了支持(图4B)。/pp style="text-align: center"img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/201908/uepic/a1ccbd68-ea7d-4db2-ae6c-07344f4ead97.jpg" title="005.jpg" alt="005.jpg"/span style="color: rgb(0, 112, 192) text-align: justify text-indent: 0em font-size: 14px "图4 单分子荧光原位杂交共表达结果支持流出道发育过程中心肌细胞向平滑肌细胞转分化的存在/span/pp/pp style="text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.5em " /pp style="text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.5em "研究者利用可以特异性标记心肌细胞后代的小鼠胚胎模型Tnnt2-Dre CAG-tdTomato (图5A), 通过tdTomato和成熟平滑肌标记基因Myh11的共表达最终验证了流出道发育过程中心肌细胞向平滑肌细胞的转分化(图5B)。/pp style="text-align: center"img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/201908/uepic/eeaf9199-00a4-47e6-9231-e6ee425dcd46.jpg" title="006.jpg" alt="006.jpg"//pp/pp style="text-align: center line-height: 1.5em text-indent: 0em "span style="color: rgb(0, 112, 192) "图5 谱系追踪验证了流出道发育过程中心肌细胞向平滑肌细胞的转分化/span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.5em "br//pp style="text-align: justify text-indent: 2em line-height: 1.5em "strongspan style="font-family: 楷体, 楷体_GB2312, SimKai color: rgb(127, 127, 127) "来源/span/strongspan style="font-family: 楷体, 楷体_GB2312, SimKai color: rgb(127, 127, 127) ":Xuanyu Liu, Wen Chen, Wenke Li, et al.Single-cell RNA-seq of the developing cardiac outflow tract reveals convergent development of the vascular smooth muscle cells. Cell Reports, 2019, 28: 1-16.DOI:10.1016/j.celrep.2019.06.092./span/pp style="text-align: center "span style="background-color: rgb(255, 255, 0) "strong扫码关注【3i生仪社】获取生命科学最新资讯/strong/spanbr//ppspan style="background-color: rgb(255, 255, 0) "strong/strong/span/pp style="text-align: center "img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/201908/uepic/28979e25-472a-42e2-b206-56e81b58ea60.jpg" title="小icon.jpg" alt="小icon.jpg"//p
  • 上海交通大学丁显廷/林关宁团队提出单细胞质谱流式技术数据分群方法的基准分析框架
    2019年,上海交通大学丁显廷教授和林关宁教授团队联合在Genome Biology上发表了题为“A Comparison Framework and Guideline of Clustering Methods for Mass Cytometry Data”的文章。 该文章从准确性(precision)、一致性(coherence)和稳定性(stability)三个层面由浅入深地阐明了不同单细胞质谱流式技术(CyTOF)细胞族群分析方法的优劣及其适用场景。这是国际一线杂志第一次报道中国大陆学者在单细胞质谱流式技术数据标准化和分析方法学方面的工作。相比传统荧光标记的流式细胞术,CyTOF技术采用金属同位素标记抗体,避免了荧光重叠和自荧光消除的问题,可在单细胞水平同时测量数百万细胞中近百种蛋白质的表达量。这种同时获取高维度蛋白质的超强能力使得CyTOF技术在药物优化、疫苗开发和疾病标记发现方面具有重要的应用价值。然而,迄今为止CyTOF技术的数据标准化、样本和数据的质量控制、分析方法学,主要还是基于欧美学者提出的Accense,PhenoGraph和Xshift等分析方法。虽然这些分析方法已被广泛应用于不同的领域和临床研究,但是很多研究者对于采用哪个方法能更好地分析个体化的数据仍然存在疑惑。在这篇文章中,研究人员在三类异源(骨髓细胞、肌肉组织、结肠组织)6个单细胞组学的数据集上对目前经典的无监督和半监督细胞分群方法进行了基准分析和深度比较。在准确性(precision)分析上,根据四种内部评价指标(Accuracy,F-measure, NMI和ARI)讨论了不同方法对细胞进行分群的准确性;在一致性(coherence)分析上,利用三种外部评价指标(DB,CH和XB)探讨了细胞分群方法揭示细胞数据内部本质结构的能力;在稳定性(stability)分析方面,研究了随细胞采样数量变化,不同方法的准确性和识别出的细胞亚群数量的鲁棒性。此外,这篇文章还讨论了分群方法的分群分辨率,发现PhenoGraph和Xshifit能够识别出更细粒度的亚群(亚群数量偏多),而DEPECHE倾向于识别粗粒度的亚群(亚群数量偏少)。图1 CyTOF数据细胞分群方法的选择决策树综合上述框架的分析结果,这篇文章为单细胞质谱流式分析领域的研究者,特别是初学者以及没有生物信息学基础的研究者,提供了细胞分群方法的选择决策树。图2 聚类方法的稳定性分析上海交通大学生物医学工程学院个性化医学研究院是中国最早建立起单细胞质谱流式技术的单位之一,并已初步实现技术向临床应用的转化,先后利用单细胞痕量蛋白分析技术完成了寄生虫耐药、银屑病、结肠癌、肺结核方面的相关临床应用研究。刘晓博士、宋炜宸博士生是论文的第一作者。丁显廷教授和林关宁教授是论文的通讯作者。相关研究得到国际人类表型组计划、国家传染病重大专项、上海市高峰高原学科建设计划、国家自然科学基金等项目的支持。
  • 岛津超快速质谱助力靶向代谢组学研究
    靶向代谢组学中,通常需要同时检测多个目标组分,这对质谱数据的采集速度提出了很高的要求。 岛津超快速质谱(UFMS)拥有业内首屈一指采集速度。以LCMS-8050为例,其驻留时间(Dwell time≥0.8 ms)、切换时间(Pause time≥1 ms)、扫描速度(Scan speed≤30000 u/sec)、正负极切换速度(Polarity switching time=5 ms);并且具有触发子离子扫描功能,可以实现MRM定量的同时对目标组分进行子离子扫描定性分析。 以下图为例,假设一个峰宽6秒的UHPLC色谱峰用于定量分析,必须有20个采集点左右,峰型才足够平滑,峰面积和出峰时间的重复性才能达标。如此算来,每个采集点的循环时间(loop time)只有300 ms。在300ms的时间段内,需要进行所有目标组分的采集,如下AB正离子,CD负离子: 1.采集循环开始,切换时间内对质谱通道电压进行调整(为A离子对“铺路”);2.A母离子通过四级杆Q1、碰撞池内进行碰撞、四级杆Q3筛选子离子、最终到达检测器进行离子计数,这段时间总和即为驻留时间;3.为B离子重复以上过程,到此正离子采集完成;4.接着切换从离子源到质谱通道到检测器的电压为负,此为正负极切换时间;5.进入到C、D的采集过程,过程与AB一样;6.最后将电压切换为正,到此结束整个循环时间,开始下个采集点的循环时间。 这只是两个正离子和两个负离子的采集例子,如果采集目标组分数量急剧增加,在峰宽不变的情况下(即循环时间loop time不变),分到每个离子的驻留时间和切换时间将急剧减少,因此最小驻留时间和切换时间,直接决定了该质谱在所能同时采集的离子对数量,这对于靶向代谢组学或其他需要进行多目标物同时筛查的项目,至关重要! 图2. 质谱采集信号的过程,以及频率和点数的关系最后,举例说明岛津UFMS在靶向代谢组学中的一个应用实例:脂质组学属于代谢组学的一个分支。为进行靶向脂质组学研究,岛津公司利用超快速质谱适于多化合物同时检测的特性,推出了第三版脂质介质方法包:包含了主要脂类化合物如类花生酸、二十二碳六烯酸(DHA)和二十碳五烯酸(EPA)等多价不饱和脂肪酸代谢物,花生四烯酸乙醇胺(AEA)、血小板活化因子(PAF)等196种主要脂质介质及其相关物质的色谱、质谱条件(MRM通道)。 该方法只需20分钟的色谱分析便能获得这196种化合物的脂质介质的分析结果。此外,方法包中还根据出峰时间和结构特性,准备了18种氘代内标化合物的MRM通道。另外,该方法包可进行保留时间校正,可使用内标法进行半定量,所以可用于检索多变量解析时的标记物。下图显示了超快速质谱MRM模式中,196种脂质和18种内标同时分离所采集得到的色谱图。 图3. 脂质介质方法包用于196种脂质,18种内标的分离 撰稿人:钟启升
  • Empower控制质谱使用小贴士(五)| 以旧换新进行时
    每周两分钟,见证您成为Empower/质谱小达人! 在前几期中,我们更新了4篇单四极质谱使用小贴士:(I)采集和处理SIR(2D)和MS all Scan(3D)数据(II)结合紫外谱图查看相关质谱信息(III)查看信噪比并对谱图进行平滑(IV)如何理解含噪TIC图的成分检测算法(CODA) 。 本期,我们来看下Empower中针对QDa的质量分析窗口(Part1)。 第1步: 质量分析窗口用于查看和分析PDA和MS,单个结果的数据。我们首先来看下窗口中的默认图(见下图)。 显示了每个集成峰的紫外和质谱顶点。 显示紫外色谱图。 显示MS TIC图。在这个例子中,有一个正扫描和一个负扫描,两者的TIC图是重叠的。 显示了每个峰在较高响应极性的突出质量的提取离子色谱(XIC)的叠加。 这些谱图查看都是非常实用的。 第2步: 从“光谱视图”菜单中选择“组合”,显示每个积分峰的MS顶点谱图和MS峰内合并的质谱图(见下图)。 第3步: 合并的质谱图是峰内一部分质谱图的平均,它可提高信噪比。可通过“峰高%阈值”来确定选取哪部分质谱图进行合并。该阈值在“处理方法”的MS 3D通道选项卡上设置(见下图)。如果我们将其设置为0,则 Empower使用从峰起点到峰终点的所有光谱图。如果我们将其设置为30,则Empower使用峰高30%的光谱(创建新处理方法时的默认值为10)。 第4步: 从“光谱视图”菜单中选择“纯度”,显示每个积分峰的UV和MS的前沿光谱、顶点光谱和后缘光谱(见下图)。 第5步: 可以用这种方法来考察峰的均一性。Empower获取前沿和后缘光谱的点由“处理方法”的“MS 3D通道”选项卡上设置的“Leading Spectra Extraction Point (%)”和“Trailing Spectra Extraction Point”确定。如果我们将Leading Spectra Extraction point设置为0,则Empower在峰起始时获取光谱。如果我们将该值设置为30,则从峰值开始到峰值保持时间的30%取合并谱。后缘光谱提取点也是如此(见下图)。 注:如前面的第4步所示,1.2分钟处第二个峰,其前沿光谱、顶点光谱和后缘光谱各不相同。这些信息都为判断峰纯度提供了重要依据。 质谱以旧换新正在进行时 沃特世今年仍会推出多款新型质谱产品。针对使用Waters ACQUITY QDa的老用户,我们也计划执行老客户回馈政策,在购买新机器时已于一定的价格优惠。让您使用更低的成本购买最新的机器! 针对单四极质谱产品,我们整理了MS资料礼盒,包含仪器使用原理、实用技巧、解析数据等材料,扫描下方二维码,填写您的需求,可免费获得以下资料!快来申请吧! △扫码立刻报名
  • 大米拉曼光谱不同预处理方法的相近产地鉴别研究
    大米是我国主要的主食来源,全国大米种植区域广、种类多,土壤、环境和水质等差异形成地域因素会导致大米的品质发生变化。但一些商家为了追求更高的利润,用相近产地的大米代替地域品牌大米,这不仅损害了粮农的利益,也不利于品牌产业链的健康发展。因此,研究相近产地大米的快速准确无损鉴别的方法能为鉴别地理标识大米提供理论和技术支持。拉曼光谱通过物质内部分子对可见单色光的散射强度不同来识别分子结构,从而对物质内部官能团进行特定指纹标定。当前研究主要是集中在不同品种大米的种类区分、对南方和北方产地大米的产地区分、不同年份大米的新陈度区分,而基于相近产地对大米进行分类鲜有研究。王亚轩老师课题组比较四类九种不同的预处理方法结合偏最小二乘法建模,提出一种鉴别相近产地大米的预处理方法,为大米产地鉴别提供新的理论依据。实验设备实验中光谱采集使用厦门奥谱天成光电有限公司制造的波长785nm便携式拉曼光谱仪 ,检测范围在124.79~3324.66cm-1,在在最 佳测量条件下,测量标准峰的位移值偏差为零,符合位移准确度不超过±4cm-1的使用要求。三个产地的大米原始拉曼光谱图1 三个产地大米原始光谱图不同产地大米的营养成分基本一致,但各自的含量差异导致强度不同。图1所 示为200~3300cm-1范围内三个产地的典型大米原始拉曼光谱,可见不同产地的大米峰值强度不同,但产生峰值位置基本相同。大米典型拉曼峰值指认图2 大米拉曼光谱主要特征峰大米光谱特征峰对应着内部化学键振动方式及大米中营养成分的差异,如图2所示,采用多项式拟合去除背景后的大米拉曼光谱主要特征峰出现在200~1900和2800~3000cm-1这两个位置区间,根据主要特征峰值出现的波段,选择200~3100cm-1的全波段进行建模分析。大米拉曼光谱预处理方法当前常用的预处理方法包括一阶导数、二 阶 导 数、平 移平滑、小波变换、多项式 拟 合 等,结合大米光谱特征拉曼峰值的特点,下面选择四类九种预处理方法对光谱数据进行处理。1、一阶导数+平移平滑的预处理方法图3 一阶导数+平移平滑的预处理方法2、二阶导数+平移平滑的预处理方法图4 二阶导数+平移平滑的预处理方法3、小波变换+去除基线的预处理方法图5 小波变换+去除基线的预处理方法4、分段多项式拟合+去除基线的预处理方法图6 分段式多项式拟合+去除基线的预处理方法基于偏最小二乘法的不同预处理方法结果分析为了对比上述不同预处理方法的优劣,每份样本中随机选取33个作为训练集样本、其 余17个作为测试集样本。采用偏最小二乘法进行建模分析。并采用相关系数(r)、均方误差(MSE)、均方根误差(RMSE)来评价预处理的效果,其中r越大、MSE和RMSE越小说明样本的预处理效果越好。结论拉曼光谱技术结合不同预处理方法对相近三个产地的大米进行鉴别,分别采用一阶导数+平移平滑、二阶导数+平移平滑、小波变换+去除基线的方法进行光谱预处理,因为这些方法存在不能保持原有波峰的形状或基线漂移的现象,提出一种分段多项式拟合+去除基线的预处理方法,通过偏最小二乘法 PLS对150个样本三个产地大米建立拉曼模型,实验结果表明经过分段多项式拟合+去除基线中的3点2次多项式的预处理后建立的模型精度最 高,在训练集和测试集中三个产地的识别率均为1 00%,聚类效果好。通过3点2次多项式+去除基线的预处理为相近产地大米鉴别分析提供了一种有效方法,同时为近地域其他农作物鉴别提供技术参考。备注:文章内容节选自黑龙江八一农垦大学土木水利学院_王亚轩老师的成果——“大米拉曼光谱不同预处理方法的相近产地鉴别研究”。
  • Astral与Ultra谁与争锋?单细胞蛋白组学质谱数据展示
    最近发表的论文显示,新型质谱平台正在显著增强单细胞蛋白质组学实验的覆盖深度。研究人员在单细胞实验中发现,使用Bruker timsTOF Ultra和Thermo Fisher Scientific Orbitrap Astral仪器后,检测的蛋白质数量增加了一倍多。这两种仪器都在6月份的美国质谱学会年会上(ASMS 2023)首次亮相。timsTOF Ultra是Bruker timsTOF系列的最新产品,它提高了现有timsTOF SCP对小样本的分析能力,还可以对较大样本进行高性能分析。(新产品详情了解)Orbitrap Astral标志着赛默飞世尔公司进军一项新技术,即Astral(用于不对称轨道无损)分析仪,该分析仪与飞行时间(TOF)分析仪一样,测量离子沿仪器内轨道的行进及其到达探测器表面的情况。(新产品详情了解)哥本哈根大学的研究人员于11月发布在BioRxiv预印本上的文章首次展示了Astral在单细胞蛋白质组学研究中的分析能力。在这项研究中,科学家们能够在单个HeLa细胞中识别出5000多种蛋白质。他们指出,这是之前单细胞实验通常达到数量(约2000种蛋白质)的两倍多。哥本哈根大学Novo Nordisk基金会蛋白质研究中心教授兼副主任、预印本资深作者Jesper Olsen表示,Astral “真正改变了游戏规则”,并指出Astral分析仪“提供了极高的灵敏度”。东北大学(美国)生物工程副教授、专注于单细胞蛋白质组学研究的PTI所长Nikolai Slavov表示:“我们注意到单细胞蛋白质的分析性能大幅提高,而新仪器占据了主要原因。”并表示,新的质谱仪器能够准确地定性定量多种肽和蛋白质。维也纳分子病理学研究所蛋白质组学技术中心负责人Karl Mechtler认为,如果没有新的仪器,很难进行单细胞的最近研究。他说:“通过和单细胞领域的研究者讨论,我们都认为新仪器是向前迈进的重要一步。”Mechtler的实验室拥有Ultra,并计划购买Orbitrap Astral,这两种仪器都将用于单细胞实验。在ASMS上,Mechtler展示了Ultra的研究数据。在250pg(大约相当于单个细胞中的蛋白质量)中,他和同事测量了约6000个蛋白质组,中位变异系数(CV)为10%,而使用旧的timsTOF SCP,测量约5000个蛋白质组,CV为12%。在研究实际的单个HeLa和K562细胞(与标准细胞相反)过程中,他们分别鉴定了3803和3221种蛋白质。Mechtler说,自从安装Ultra以来,实验覆盖深度略低,比在ASMS报告的数字下降了5%-10%。由于该系统只使用了六个月,他和同事们将继续优化其性能。在Slavov及其同事在11月发表的BioRxiv预印本中,研究人员将timsTOF Ultra用于单细胞实验,每个细胞量化了3000-3700种蛋白质。Slavov表示,虽然这两种仪器都能大幅提高单细胞研究的分析能力,但timsTOF Ultra更具优势。与Orbitrap Astral相比,Ultra的捕获离子迁移率(TIMS)使仪器能够分离和破碎更大的离子。但是Orbitrap Astral灵敏度更好,尤其是在产生少量离子的单细胞实验中。Slavov补充说,在用于单细胞和大块蛋白质组学实验的数据独立获取(DIA)实验中,通过一系列m/z分离窗口循环,在给定的时间点分解m/z窗口中存在的所有前体离子。Ultra利用TIMS对离子的释放进行计时,以匹配当时碎片化的m/z窗口。但在Astral中不能以这种方式计时,因此在特定时间点被碎片化的m/z窗口外的离子将无法进行分析。Ultra收集的离子迁移率数据提高了检测的特异性。Olsen同样指出,Astral能够分析样本产生的一小部分(约1%)离子束。尽管如此,该系统“与我们以前使用过的任何仪器相比,仍然具有极高的灵敏度。”他和他的同事通过Astral进行单细胞实验时,调整了隔离窗和喷射时间,以便吸收更多的离子进行分析。在批量实验中,通常使用2个Thompson隔离窗。他们将该窗口的大小和允许的最大注射时间都增加了一倍。他认为现在是单细胞蛋白质组学研究的最佳时刻,并且握在自己手中。Olsen指出,Astral还能够在单细胞水平上分析翻译后修饰(PTM)。这在传统上是困难的,因为小尺寸单细胞样本在没有富集的情况下很难识别PTM,而富集方法又会导致样本丢失,这使得单细胞PTM分析具有很大挑战。样本制备流程的改进也推动了分析仪器行业的发展。Olsen的团队使用Evosep最近发布的ProteoCHIP EVO 96平台进行单细胞研究。该平台是Evosep与Cellenion合作设计,允许研究人员使用Cellenion的CellenOne X1平台分离单个细胞并将其分配到EVO 96平台中;最多可以并行处理96个细胞,然后转移到Evosep的Evotip分离设备中,并在该公司的Evosep One LC系统上运行。该系统的集成使样品制备过程几乎没有损失,并指出这是“提高质谱分析灵敏度的关键”。Slavov也使用CellenOne系统进行样品制备。这种方法被称为nPOP,在载玻片上以液滴形式制备单个细胞,可以同时制备数千个。研究人员表示,这种方法可以在一到两天内制备3000多个细胞。Mechtler还与Cellenion合作开发了单细胞样品制备的工作流程,以最小的样品损失同时处理大量单细胞。通量仍然是单细胞蛋白质组学面临的最大挑战。最近发布的仪器在一定程度上解决了这一问题,但许多工作流程仍然局限于每天分析几十个左右的细胞。Slavov说:“我们希望每天能够以分析每一个细胞的工作量去分析数千个细胞。我们目前在timsTOF Ultra上使用PTI继续开发plexDIA方法,该方法将样本复用与独立于数据的采集质量规范相结合,以实现更高通量的实验。”Olsen同样指出,“通量是我们目前的主要问题。”他说,实验室每天可以运行大约40个单细胞,但只要“稍作调整”,可以实现每天运行100个细胞。他和他的同事们正在探索多种复用方法,这些方法可以进一步提高通量,但“现在说它能起多大作用还为时过早。”---------------------------------------------------------------------------------------------------------------2023年,仪器信息网联合北美华人质谱学会(CASMS),于12月12-15日联合举办第十四届质谱网络会议(iCMS 2023),本届会议新增单细胞质谱技术及应用新进展专场,聚焦单细胞质谱新技术及最新研究进展。(点击了解相关质谱仪器专场)部分报告预告点击浏览  》》》会议报名点击下图
  • 质谱成像技术概念及质谱成像方法介绍
    p  现代生物学研究已经不再停留在仅从组织中识别一种特殊的化学成分,或者蛋白成分上了,我们需要精确的了解这些物质是如何分布,如何构成的,解答这些问题需要更进一步的实验技术,比如免疫组化或免疫荧光检测方法,但是这些技术需要特殊的抗体,而且效率低,偏差大。/pp  因此研究人员将目光转向了质谱技术上,以质谱为基础的成像方法不局限于特异的一种或者几种蛋白质分子,可在组织切片中找到每一种蛋白质分子,并提供这些蛋白质分子在组织中的空间分布的精确信息,而事先无需知道所检测蛋白的信息,不需要对待测物进行标记,分析物可以其最初的形态被检测,同时可对这些蛋白质分子含量进行相对定量,适用于研究生物分子的反应。/pp  质谱成像(Imaging Mass Spectrometry,IMS)这种最新原位分析技术主要是利用质谱直接扫描生物样品,分析分子在细胞或组织中的 “结构、空间与时间分布”信息。其基本流程(以质谱分析生物组织标记物为例)见下:/pp style="text-align: center "img title="9a504fc2d56285350618456392ef76c6a6ef63fc.jpg" src="http://img1.17img.cn/17img/images/201708/insimg/640b0273-3ad1-4c6a-b6bf-22df33199709.jpg"//pp  简单而言,质谱成像技术就是借助于质谱的方法,再配套上专门的质谱成像软件控制下,使用一台通过测定质荷比来分析生物分子的标准分子量的质谱仪来完成的。但是随着这项技术的不断发展,也陆续出现了许多针对各种问题的新技术。/pp  最早的质谱成像技术是基质辅助激光解吸电离(MALDI,matrix assisted laser desorption ionization)质谱分子成像技术,由范德堡大学(VanderbiltUniversity)的Richard Caprioli等在1997年提出,他们通过将MALDI质谱离子扫描技术与专业图像处理软件结合,直接分析生物组织切片,产生任意指定质荷比(m/z)化合物的二维离子密度图,对组织中化合物的组成、相对丰度及分布情况进行高通量、全面、快速的分析,可通过所获得的潜在的生物标志物的空间分布以及目标组织中候选药物的分布信息,来进行生物标志物的发现和化合物的监控。/pp  正如数字图像包括三个通道:红、绿、蓝一样(单个亮度定义了每个像素的颜色),质谱成像也包含了数以千计的通道,每一个对应于一个特殊的光谱峰值,“你可以通过质谱方法从这些像素中获得任何信号,然后调整图像中所需分子像素的相对亮度,最后得到一张分子特异性的成像图。”/pp  这种方法可用于小分子代谢物、药物化合物、脂质和蛋白,而且质谱成像能相对快速的利用许多分子通道,完全无需特殊抗体。下面列出五种先进的质谱成像方法。/pp  strongI. 挑战高分子量蛋白——MALDI质谱分子成像技术/strong/pp  在对组织或生物体进行成像,分析小分子构成的时候,有一个“拦路虎”总是阻碍实验的进程,那就是多肽,这些多肽体积十分大,要想对它们进行分子成像几乎是不可能的,比如想要研究肿瘤边缘的分子微环境,如果直接成像是不可能获得清晰图像的。/pp  来自范德堡大学的质谱方法专家Richard Caprioli博士因此发明了基质辅助激光解吸电离(MALDI)质谱分子成像技术,这项技术不局限于特异的一种或者几种蛋白质分子,它可在组织切片中找到每一种蛋白质分子,并提供这些蛋白质分子在组织中的空间分布的精确信息,而事先无需知道所检测蛋白的信息,同时可对这些蛋白质分子含量进行相对定量。/pp  MALDI 质谱分子成像是在专门的质谱成像软件控制下,使用一台通过测定质荷比来分析生物分子的标准分子量的质谱仪来完成的。被用来研究的组织首先经过冰冻切片来获得极薄的组织片,接着用基质封闭组织切片并将切片置入质谱仪的靶上。通过计算机屏幕观察样品,利用MALDI 系统的质谱成像软件,选择拟成像部分,首先定义图像的尺寸,根据尺寸大小将图像均分为若干点组成的二维点阵,来确定激光点轰击的间距。激光束通过这个光栅图案照射到靶盘上的组织切片,软件控制开始采集质谱数据,在质谱仪中,激光束对组织切片进行连续的扫描,组织样品在激光束的激发下释放出的分子被质谱仪所鉴定从而获得样品上每个点的质荷比(m/ z)信息,然后将各个点的分子量信息转化为照片上的像素点。在每个点上,所有质谱数据经平均化处理获得一幅代表该区域内化合物分布情况的完整质谱图。仪器逐步采集组织切片的质谱数据,最后得到具有空间信息的整套组织切片的质谱数据。这样就可以完成对组织样品的“分子成像”。设定m/ z 的范围,即可确定该组织区域所含生物分子的种类,并选定峰高或者峰面积来代表生物分子的相对丰度。图像中的彩色斑点代表化合物的定位,每个斑点颜色的深浅与激光在每一个点或像素上检测到的信号大小相关。/pp  通过增加单位面积上轰击的激光点数量和像素,研究人员可以获得更多的样品信息,例如采用4000 像素比200 像素能够得到更好的样品图像。质谱分子成像技术是一种半定量或相对定量技术,图像上颜色深的部分表明有更多的生物分子聚集在组织的这个部分。然而,不可能据此确定生物分子在组织的不同部位的实际绝对含量。选择组织图像上的任意一个斑点,图像都能够给出一个质谱谱图或者离子谱图,代表在组织的该部位存在这种生物分子,然后与做指纹图谱类似,像做指纹图谱那样,将样品的离子谱图与已知标准品进行对照,分析差异,从而进行生物标志物的发现和药物作用的监控。/pp  strongⅡ. 无需样品处理 实时成像——电喷雾电离技术/strong/pp  一般质谱成像方法由于体积庞大,重量重,需要冗长的样品准备阶段,因此并不适用于即时成像(bedside applications),比如说要帮助外科医生进行实时的肿瘤边界成像监控,那么就要寻找新的方法了。/pp  一种称为电喷雾电离技术(desorption electrospray ionization,DESI)的MS成像技术解决了这个问题。DESI技术于2004年首次提出,由于这一方法具有样品无需前处理就可以在常压条件下,从各种载物表面直接分析固相或凝固相样品等优势而得到了迅速的发展。/pp  这种方法的原理是带电液滴蒸发,液滴变小,液滴表面相斥的静电荷密度增大。当液滴蒸发到某一程度,液滴表面的库仑斥力使液滴爆炸。产生的小带电液滴继续此过程。随着液滴的水分子逐渐蒸发,就可获得自由徘徊的质子化和去质子化的蛋白分子DESI与另外一种离子源:SIMS(二次离子质谱)有些相似,只是前者能在大气压下游离化,发明这项技术的普渡大学Cooks博士认为DESI方法其实就是一种抽取方法,即利用快速带电可溶微粒(比如水或者乙腈acetonitrile)进行离子化,然后冲击样品,获得分析物的方法。/pp  DESI系列产品最大的优势就在于无需样品处理,一般质谱和高效液相色谱分析,样品必须经过特殊的分离流程才能够进行分析检测,使得一次样品检测常常需要约一个小时,而DESI系列产品可将固体样品直接送入质谱,溶液被喷射到检测表面,促使样品离子均匀分布。采用这一手段的质谱分离过程,只需3分钟左右即可完成。/pp  strongⅢ. 活体成像——APIR MALDI/LAESI技术/strong/pp  了解细胞的内部成分是理解健康细胞不同于病变细胞的关键。但是直到目前为止,唯一的方法是观察单个细胞的内部,然后将其从动物或植物中移除,或者改变细胞的生存环境。但是这么做的话,会使细胞发生变化。科学家还不是很清楚一个细胞在病变时与健康细胞的差别,或者当它们从一个环境移到另一个环境中产生的变化。/pp  来自华盛顿大学Akos Vertes教授希望能从另外一个方面来进行活细胞分析,在他的一项关于活叶样品中初级和次级代谢产物分布的研究中,研究人员发现叶片中积累基质很厚,常导致光谱末端低分子量部分模糊,而且基质辅助激光解析电离(MALDI)质谱分析需要在真空中进行,但活体样本在真空中无法存活。/pp  实际上,MALDI质谱分析的原理是将分析物分散在基质分子中并形成晶体,当用激光照射晶体时,由于基质分子经辐射所吸收的能量,导致能量蓄积并迅速产热,从而使基质晶体升华,致使基质和分析物膨胀并进入气相。而生物样品也可以直接吸收能量的,比如2.94mm波长的光能激活水中氢氧键。/pp  因此Vertes等人想到复合两种技术来解决这一问题。首先他们利用大气压红外线(an atmospheric pressure infrared,APIR)MALDI激光直接激活组织中的水分,使样品气化,就像是组织表面发生了细胞大小的核爆炸,从而获得了离子化微粒,进入质谱中进行分析。但是并不是所有的气化微粒都带电,大部分其实是不带电的,会被APIR MALDI遗漏。/pp  为了捕捉这些中性粒子,Vertes等人采用了第二种方法:LAESI (laser ablation electrospray ionization,激光烧蚀电喷雾电离),这种方法能捕捉大量带电微滴的微粒,然后重新电离化。通过对整个样品进行处理,复合这两种方法,就能覆盖更多的分子,分析质量更高。/pp  与一般质谱成像过程不同,Verte的方法还在成像中增加了高度,从而实现了3D代谢物成像。这项技术的分辨率是直径10mm,高度30mm,这与生物天然的立体像素相吻合,这样科学家们就可以获得天然构像。/pp  strongⅣ. 3D成像——二次离子质谱技术/strong/pp  质谱成像技术能将基质辅助激光解吸电离质谱的离子扫描与图像重建技术结合,直接分析生物组织切片,产生任意质荷比(m/z)化合物的二维或三维分布图。其中三维成像图是由获得的质谱数据,通过质谱数据分析处理软件自动标峰,并生成该切片的全部峰值列表文件,然后成像软件读取峰值列表文件,给出每个质荷比在全部质谱图中的命中次数,再根据峰值列表文件对应的点阵坐标绘出该峰的分布图。/pp  但是一般的质谱成像技术不能对一些携带大分子碎片的化学成分进行成像,来自宾夕法尼亚州州立大学的Nicholas Winograd教授改进了一种称为二次离子质谱(SIMS,secondary ion mass spectrometry)的方法,可以对样品进行完整扫描,三维成像。/pp  SIMS早在用于生物学研究之前就已经应用广泛了,比如分析集成电路(integrated circuits)中的化学成分,这种质谱技术是表面分析的有利工具,能检测出微小区域内的微量成分,具有能进行杂质深度剖析和各种元素在微区范围内同位素丰度比的测量能力。/pp  这种技术具有几个优点:速度快(-10,000 spectra per second),亚细胞构造分辨率(-100 nm),以及不需要基质。但是另外一方面,不同于MALDI方法,SIMS方面不是一种“软”技术,这种方法只能对小分子成像,因此常常需要进行粉碎。/pp  Winograd教授改进了这一方法,他利用了一种新型SIMS光束(carbon-60 磁性球),这种新光束比传统的SIMS光束对物体的化学损伤更小。C60同时撞击样品表面,类似于“一阵爆炸”,这样重复的轰击使得研究人员能深入样品,进行三维分子成像,Winograd教授称这个过程是“分子深度成像”(molecular depth profiling)。/pp  C60的能量与其它的离子束相当,却不到达样品表面以下,这样样品可以连续地被逐层剥离,研究人员就可以得到纵面图形,最终获得三维的分子影像。Winograd教授等人用含有肽的糖溶液将硅的薄片包裹起来并进行SIMS实验,随着薄膜逐渐被C60剥蚀,可以获得糖和肽的稳态信号。最终,薄膜完全剥离后就可以获得硅的信号。如果用其它的射线或原子离子代替C60 ,粒子束会快速穿过肽膜而无法提供有关生物分子的信息。因此这种方法具有良好的空间分辨率,能够获得巨噬细胞和星型细胞的细胞特征和分析物的分布情况。/pp  这里还要说到一点,SIMS和上一技术(APIR MALDI/LAESI技术)都可以对三维成像,但两者也有差别,SIMS方法中,采用高能离子轰击样品,逐出分析物离子(二级离子),离子再进入质量分析器。MALDI方法则用激光辐射样品使之离子化,另外SIMS探针可以探测到100nm的深度,能提供纳米级的分辨率,而MALDI可以探测更深,但空间分辨率较低。/pp strong Ⅴ. 高灵敏度 高分辨率——纳米结构启动质谱技术/strong/pp  质谱在检测生物分子方面有很大潜力,但现有方法仍存在一些缺陷,灵敏度不够高和需要基质分子促使分析对象发生离子化就是其中之二。比如说,需要溶解或者固定在基质上的方法检测代谢物,较易错判,因为这些代谢物与那些基质常常看上去都一样。另外基于固定物基质的系统也不允许研究人员精确的判断出样品中某一分子到底来自于哪儿。/pp  来自斯克利普斯研究院的Gary Siuzdak博士发明了一种称为纳米结构启动质谱(nanostructure-initiator mass spectrometry,NIMS)的新技术,这种技术能以极高的灵敏度分析非常小的区域,从而允许对肽阵列、血液、尿和单个细胞进行分析,而且还能用于组织成像。/pp  NIMS利用了一种特制的表面,这种多孔硅表面上聚集了一种含氟聚合物,这些分子在受到激光或离子束照射时会猛烈爆发,这种爆发释放出离子化的分析物分子,它们被吸收到表面上,使其能够被检测到。这种方法利用激光或离子束来从纳米尺度的小囊中气化材料,从而克服了一般质谱方法缺少所需的灵敏度和需要基质分子促使分析对象发生离子化的缺陷。/pp  通过这种方法可以分析很多类型的小分子,比如脂质,糖类,以及类固醇,虽然每一种分析材料需要的含氟聚合物有少许差别,但是这是一种一步法的方法,比MALDI简单多了——后者需要固定组织,并添加基质。/pp  由于含氟聚合物不能很好的离子化,因此会发生轻微的光谱干扰,而且由于离子化过程是“软性”的——就像MALDI,所以NIMS产生的生物分子是整块离子化,而不是片段离子化。不过这种技术对于完整蛋白的检测灵敏度没有MALDI高。/pp /pp /p
  • JCI 郑亮团队发现遗传性平滑肌瘤病和肾细胞癌综合征新型诊断和代谢机制
    遗传性平滑肌瘤和肾细胞癌(HLRCC associated RCC)是常染色体显性遗传肾癌,由延胡索酸酶基因FH的胚系或体系突变、缺失以及甲基化失活导致。与其他常见的肾细胞肿瘤相比,HLRCC associated RCC具有Ⅱ型乳头状肾癌特点,也会偶发集合管癌和透明细胞癌等。该型肿瘤常表现为单侧或单病灶,呈囊性,或囊性实性混合生长,且侵袭性远强于其他肾细胞癌,在肾原发病灶较小且局限时(1.5厘米),也可能出现淋巴结转移或远处转移,转移部位常见于肺,预后极差。由于FH-缺陷患者队列研究的不足,迄今缺乏有效药物和标准治疗方案。临床诊断主要通过基因测序或组织病理学或医学影像分析进行术前诊断,但疾病的复杂性和多样性使得早期诊断较为困难,因此对于该疾病的诊断新方法亟待探索。2023年4月13日,上海交通大学医学院附属儿童医学中心郑亮团队和仁济医院张进,徐云则团队合作,在Journal of Clinical Investigation(影响因子IF=19.477)在线发表题为Circulating succinate-modifying metabolites accurately classify and reflect the status of fumarate hydratase-deficient renal cell carcinoma的研究论文。 研究团队在多年研究基础上,组建了全国范围的多中心延胡索酸酶基因突变携带者队列,阐明了基因延胡索酸酶失活突变在肿瘤与携带者中的代谢异常机制。揭示血液小分子suc-cys和suc-ado可以准确诊断延胡索酸酶的胚系或体系突变,其AUCROC=0.97,为临床上遗传性平滑肌瘤和肾细胞癌的诊断提供了新的视角。 △HLRCC-associated患者I/II期和III/IV期的Kaplan-Meier总生存期分析(点击查看大图)研究队列由来自 16 个中心的 252 名参与者组成:其中FH 缺陷 (FH-MT) RCC 患者77例,临床分型为I、II、III 和 IV 期;77例FH-MT患者中70例携带种系突变,7例为散发性突变,涉及错义、无义、移码和大规模缺失。在所有 FH-MT 患者中,47 名有家族史。FH-野生型 (FH-WT) RCC (n=88) 患者是新招募的,包括各种亚型的患者。以及新招募的无肿瘤 (NC) 个体的正常对照和 9 岁和性别匹配。我们首先对 77 名 FH-MT RCC 患者进行了 Kaplan-Meier 生存分析,显示 I/II 期患者的平均生存期明显长于 III/IV 期患者(P = 0.007),表明早期诊断具有明显的生存获益。△HLRCC-associate病人血浆的组学分析(点击查看大图) 本研究共使用了 n = 268 份血浆样本。来自 10 名 FH-MT RCC 患者、10 名 FH-WT RCC 患者和 10 名 NC 个体的样本 (n = 30) 被选为发现集。单独的验证集 (n = 238) 包含 67 个 FH-MT 样本、78 个 FH-WT 样本和 77 个 NC 样本。主成分分析结果表明,肿瘤中 FH 遗传状态和疾病阶段的血浆代谢物的潜在聚类,来自 ROCAUC 分析的前 20 种代谢物使 FH-MT 样品与其他两组的样品清晰分离。涉及氨基酸代谢、脂类代谢、TCA循环及核苷酸代谢途径。其中 suc-cys、suc-ado、琥珀半胱氨酸-甘氨酸 (suc-cys-gly) 和肌酸核苷水平具有很强的相关性,并且似乎是肿瘤负荷的最佳预测因子,被确定为监测 FH 变异患者和肿瘤负担潜在生物标志物。△FH突变型和野生型PDX小鼠模型血浆生物标志物的关联(点击查看大图) 进一步采用移植患者来源的肿瘤异种移植物 (PDX),以监测真正的人类肿瘤对血浆代谢物的影响,FH 突变型小鼠肿瘤的生长速度与野生型相当。在FH 缺陷型 PDX 的小鼠血浆中,检测到suc-ado、suc-cys 和 suc-cys-gly,并随时间推移,随着肿瘤生长成比例地增加。这些结果表明,suc-cys和suc-ado具有出色的反映肿瘤状态的敏感性。更重要的是,皮下肿瘤手术切除后一天血浆代谢物降至基础水平。△HLRCC-associated患者的临床诊断效能(点击查看大图) 为了验证发现集和小鼠临床前模型的结果,我们采用独立验证集进行了验证,其中包含来自 67例 FH突变型患者、FH野生型患者和 67个健康受试者的 238 个血浆样本。通过同位素标记的内标对 suc-ado 和 suc-cys 的血浆浓度进行了定量分析。结果表明,两种代谢物在 FH突变型病人血浆中均显着升高。 Suc-cys和suc-ado 可以显著区分健康受试者与FH突变型患者,ROCAUC = 0.983,suc-ado 的 ROCAUC = 0.930。以及突变型及野生型FH RCC(suc-cys: ROCAUC = 0.980 suc-ado: ROCAUC = 0.923)。提示所选择的Suc-cys和suc-ado,可作为常规筛选 FH 突变携带者,以及 RCC 患者分型的生物标志物。△HLRCC-associated诊断与代谢机制示意图(点击查看大图) 进一步的机制研究显示,在小鼠模型中,肿瘤微环境中肾脏组织的蛋白级联和协同作用导致肿瘤来源的多肽转化为小分子suc-cys和suc-ado。 本文总结 目前对于高转移性肾癌,除了在早期阶段的肿瘤切除外,尚无有效的治疗方法。作者筛选的suc-cys和suc-ado,可靠地反映了基因突变状态和肿瘤负荷,在早期诊断,转移复发和预后的效果都较好,填补了肾癌肿瘤代谢标志物的空白。研究团队的成果对于寻找适合快速诊断、筛查和监测的无创血浆生物标志物的探索,为出生基因缺陷型健康筛查和复发难治型肾癌的精准治疗带来新希望。 作者信息上海交通大学医学院附属儿童医学中心研究员郑亮为第一作者和通讯作者,上海仁济医院泌尿科张进教授为共同通讯作者,伍小宇为共同作者。文章中非靶向代谢组学,脂质组学,以及标志物定量使用Thermo Q Exactive Plus完成。
  • 使用非数据依赖采集法实现氢/氘交换质谱数据自动化分析
    HDX-MS是一种基于蛋白质主链酰胺氢原子与氘水中氘原子交换而获取有关蛋白质高阶结构和动态信息的方法。该技术可以帮助研究蛋白质折叠机制、发现配体结合位点、突出变构效应,在生物医药行业中发挥重要作用。尽管HDX-MS在蛋白质分析中频繁使用,但它通常无法进行高通量分析,且受限于大于150 kDa蛋白的分析。此外,HDX-MS生成复杂的同位素峰型常伴有谱图重叠现象,导致氘代值被错误计算。随着样品复杂性的增加,这一问题会更加加剧。目前,数据处理的方法涉及到手动检查原始数据以筛选谱图,并丢弃有任何信号问题的肽段图谱。然而这种方法随着样品分子量和复杂程度的增加变得难以执行,且容易受到人为错误的干扰(图1)。因此迫切需要一种可以消除手动筛选数据的负担,同时能够兼容更复杂的谱图(来自复杂混合物或整个细胞裂解液样品的谱图)。本文作者使用了一种自动化HDX数据分析的方法,利用data independent acquisition(DIA)采集方法同时从MS1和MS2领域获取氘代数据,并开发了AutoHX软件来挖掘和分析HDX数据。图1.传统HDX-MS数据采集与分析流程和本文使用的数据采集和分析流程比较。针对使用HDX-MS时,碰撞诱导解离(CID)碎裂模式产生的肽段碎片会伴随着气相中的氘重组现象(即scrambling现象),会影响残基水平氘代值的准确测量这一问题,作者定量研究了HDX-MS2数据的特性。作者发现,scrambling与离子传输和碎裂能量有关,且在高传输效率的条件下scrambling较严重,因此首先使用较为温和的离子传输参数和碎裂能量能够降低scrambling程度。随后作者建立了可描述碎片氘代值与该肽段可碎裂位点数量之间的线性关系(图2)。随着碎片离子长度的增加,相应的碎片离子氘代值会线性增加,因此通过回归计算可以计算出整个肽段的氘代率。这种方法不仅利用了CID产生的碎片信息,同时更为准确的计算出肽段的氘代值,排除了肽段谱图重叠对计算氘代值的干扰。图2.在一条给定肽段中,HD scrambling中,氘代值与碎片长度的关系。接着作者提出使用DIA方法来获取HX-MS2实验中MS1和MS2域的氘化数据,以实现在不同质谱平台采集数据、采集复杂样品的信息、分析自动化数据,且使得通过CID产生的MS2中提取肽段氘代值成为可能。首先作者设置了尽可能小的DIA窗口,并使用了较大的窗口重叠区域,以最小化MS2谱图的复杂性并确保每条氘代肽段至少有一个窗口(图3)。同时,作者开发了一个名为AutoHX的软件(作为Mass Spec Studio中的插件),该软件自动选择理想的DIA窗口,并从MS1数据计算前体肽段的氘代值,以及从MS2数据计算所有碎片的氘代值。同时改进了HX-PIPE(为HDX-MS量身定制的搜索引擎),使其搜库结果直接应用于AutoHX的分析。随后AutoHX使用了一系列过滤器来从数据集中解析低质量信号,然后使用基于RANSAC的谱图分析器,为所有肽段及其碎片匹配最佳同位素集合,并绘制动力学曲线图。该方法显著提高了肽段序列覆盖的冗余度(图4),从而提高了测量质量。图3. DIA窗口设计示意。图4. 基于DIA采集模式得到的序列覆盖(糖原磷酸化酶B,phosphorylase B)与基于传统HDX-MS中MS1采集模式的结果比对。接着,软件会通过MS1和MS2数据收集到的肽段前体离子和肽段碎片离子的信息,计算出相应的氘代值,同时将所有重复组计算出的氘化值集合成一个分布(通常为正态分布),并从该正态分布中,选择最接近平均值的组合,即为精确的氘代值,利用每个时间点的氘代值生成HDX动力学曲线(图5)。作者将手动筛选检查的数据与自动分析法获得的氘代数据进行了比对,结果具有一致性,验证了自动化方法的准确性和可靠性(图6)。同时在做同一样本不同状态HDX比较实验时,AutoHX可以生成氘代差异的显著性差异分析图(Woods plot)(图7),用于比较不同状态下的蛋白结构和构象差异。图5. 氘代曲线的组合方式。图6.手动MS1数据分析和AutoHX自动计算的氘代率对比。图7.氘代差异分析流程示意图。最后作者用两个蛋白体系验证了该方法的实用性和可靠性。第一个体系为DNA聚合酶ϴ (Pol ϴ )与其抗生素药物novobiocin结合的结构变化。通过比较手动处理与自动化处理的数据,作者发现生成的氘代差异图结果相似,提示该方法具有较好的准确性,并能够定位结合带来的氘代上升和下降区域(图8)。第二个体系是DNA依赖性蛋白激酶(DNA-PKcs)与选择性抑制剂AZD7648的结合。使用AutoHX软件处理了六个HDX-MS实验的数据,快速生成了Woods图,发现大部分可检测到的稳定性增加集中在FAT和激酶结构域(图9b),还包括药物结合位点的铰链环区域(图9c),揭示了药物结合位点及其引起的动态性变化。这部分研究结果展示了自动化数据分析在药物结合研究中的有效性,特别是在分析大型蛋白质复合物和难以纯化的蛋白质时,为药物开发和疾病治疗提供了有价值的信息。图8.手动处理与自动处理的Pol ϴ 与novobiocin-bound Pol ϴ 的HDX数据作差对比。图9. DNA-PKcs+AZD7648的自动化HDX分析流程结果。总的来说,该研究开发了AutoHX软件,通过自动化数据分析和基于DIA的HX-MS2工作流程,显著提高了氢/氘交换质谱技术在蛋白质结构和药物结合分析中的效率与应用范围,使得这一领域技术更加易于使用并可供更广泛的科研社区应用。该工作的亮点,从实验设计上:考虑到了目前HDX-MS流程——数据采集、数据分析——中存在的瓶颈与局限。从方法学考察层面:方法验证科学严谨、周到。从技术上:大大降低了人工处理HDX-MS数据的成本,提高了检测能力,有提高检测通量的潜力。从科学思维上:利用了scrambling的规律,将普遍的问题转化成了机遇。HX-DIA提供了一个概念上的转变,降低了该技术的使用门槛,使该技术“平民化”。本文发表在Nat. Commun.上,题目为“Automating data analysis for hydrogen/deuterium exchange mass spectrometry using data-independent acquisition methodology”,作者是加拿大卡尔加里大学的David C. Schriemer。
  • 血清(浆)类固醇激素液相色谱-串联质谱检测质量保证专家共识发布
    液相色谱-串联质谱(LC-MS/MS)在人体血清(浆)类固醇激素检测中展现出优于传统免疫学方法的特异性高、分析测量范围宽、多标志物同时检测等特点,已成为国际内分泌学领域相关疾病实验室诊断的首选方法。目前,国内医学实验室开展血清(浆)类固醇激素LC-MS/MS检测多参考已发表学术论文和仪器厂家说明书提供的通用操作和检测程序。然而,血清(浆)类固醇激素LC-MS/MS检测的技术难度大,临床实验室检验人员大多数缺少质谱领域专业培训和实践经验,而通用程序缺乏针对性和实操性,尤其我国尚无针对该检测程序和质量保证的系统性文件,导致实验室间检测结果存在较大差异,阻碍了该技术的临床应用。为规范我国血清(浆)类固醇激素LC-MS/MS检测,共识从检验前、中、后程序及其质量保证进行详细说明,并提出针对性建议,为实验室开展该检测项目提供参考,以推动我国血清(浆)类固醇激素LC-MS/MS检测的临床应用和结果一致性。  类固醇激素是一类具有环戊烷多氢菲母核的脂肪烃化合物,根据化学结构及生理功能可分为肾上腺皮质激素(糖皮质激素、盐皮质激素)、性激素(雌激素、雄激素、孕激素)及维生素D [ 1 ] ,在人体生长发育、能量代谢、免疫调节、生育功能调节等方面发挥重要作用。血清(浆)类固醇激素异常与先天性肾上腺皮质增生(congenital adrenal hyperplasia,CAH)、原发性醛固酮增多症、库欣综合征、多囊卵巢综合征(polycystic ovary syndrome,PCOS)、儿童发育延迟或性早熟等多种内分泌疾病密切相关 [ 2 ] ,因此其检测广泛应用于多种内分泌疾病的临床研究、诊断以及健康评估。传统免疫学方法尽管自动化程度高,但特异性相对不足,且线性范围窄,难以实现精准检测。液相色谱-串联质谱(liquid chromatography-tandem mass spectrometry,LC-MS/MS)具备特异性高、分析测量范围宽等性能优势,且能在短时间内同时准确测定多种类固醇激素及中间代谢产物,是目前精准、全面定量分析血清(浆)类固醇激素的首选方法 [ 3 , 4 ] 。  尽管已有众多研究报道多种类固醇激素的LC-MS/MS检测,包括方法开发和优化 [ 5 , 6 ] 、生物参考区间建立 [ 7 ] 等,国外已有针对血清(浆)雄激素、雌激素LC-MS/MS检测程序的指南 [ 8 ] ,国内有LC-MS/MS临床应用通用建议共识及25羟-维生素D和雄激素LC-MS/MS检测的共识 [ 9 , 10 , 11 ] ,但依然缺乏涵盖检验前、中、后阶段的LC-MS/MS检测操作程序和质量保证的指南和共识。基于此,为规范我国血清(浆)类固醇激素LC-MS/MS检测,中国质谱学会临床质谱专家委员会组织专家参阅国内外相关文献并结合临床应用经验,面向医学实验室临床质谱检验人员,针对肾上腺皮质激素和性激素LC-MS/MS分析全流程的质量保证进行详细说明并提出建议,为实验室开展血清(浆)类固醇激素检测项目提供参考,以推动我国血清(浆)类固醇激素检测的临床应用和结果一致性,提升我国类固醇激素异常相关疾病的精准诊断能力。  01血清(浆)类固醇激素LC-MS/MS检验前质量保证  (一)标本采集  人体类固醇激素浓度受多种因素影响,包括昼夜节律、生理周期、采血体位和药物等,应根据临床具体需求和激素水平影响因素,制定合理采样流程,并推荐给标本采集人员和患者。例如:皮质醇分泌通常在清晨6:00—8:00达到峰值浓度,因此峰值监测推荐清晨采集患者血液标本 连续监测则采样时间点应相对固定 [ 12 ] 醛固酮仰卧位采血比直立位采血检测结果低50% [ 13 ] 女性患者进行血清(浆)雌激素检测时需明确卵泡期、黄体期等信息,对于无规律月经周期女性,需明确绝经(特别是早绝经)原因,如自然绝经、外科手术、辐射、药物作用等 [ 14 , 15 ] 。  含有分离胶的促凝管中存在睾酮干扰峰,且分离胶可吸收类固醇激素,标本体积和储存时间也可不同程度影响检测结果 [ 16 ] 。新生儿CAH二级筛查中,EDTA采血管可导致17α-羟孕酮、雄烯二酮及11-脱氧皮质醇的LC-MS/MS检测结果偏高,造成假阳性 [ 17 ] 。另外,更换采血管品牌或批号也可能影响待测物色谱峰分离度,应制定包括峰分离度、保留时间漂移范围等色谱参数的可接受标准,以监测潜在干扰峰的影响强弱及变化。  建议1 针对有昼夜和/或周期节律的类固醇激素,实验室应根据其临床预期用途,指导患者和采血人员选择合适的采血时机,例如清晨采血检测皮质醇、睾酮水平,卵泡期采血检测雌激素水平。推荐采用不含分离胶的血清(浆)采血管采集标本,新生儿二级CAH筛查推荐采用肝素抗凝剂采血管。  (二)标本保存和运输  实验室应根据类固醇激素质谱检测的标本保存条件及检测频率进行标本的稳定性验证 [ 18 ] 。标本稳定性验证实验应至少包括环境温度、冷藏和/或冷冻条件下的稳定性,如果标本存在冻存后复查的可能,还需考察反复冻融对标本稳定性的影响。另外,标本采集、运输及前处理阶段的稳定性也需进行评估。标本稳定性实验均需使用新鲜血清(浆),通过比较新鲜采集和保存后的血清(浆)标本检测结果评估其稳定性。  如果实验室根据参考文献报道或试剂说明书设置标本保存条件,需包含明确的稳定性、标本类型、类固醇激素浓度、保存温度范围、保存时间以及保存后标本浓度较新鲜标本的变化百分比。为确保标本保存后类固醇激素检测结果“稳定”或“无明显变化”,需明确测量程序、含量计算程序及含量变化的可接受范围。如果这些信息缺失,实验室应自行建立标本稳定性的可接受条件。  建议2 实验室应根据标本保存的实际需求,使用新鲜标本对来自文献报道或试剂说明书的标本稳定性进行验证,或自建稳定性可接受的标本保存条件。建议血清(浆)标本中类固醇激素稳定保存的条件及时间见 表1 。  02 血清(浆)类固醇激素LC-MS/MS检验质量保证  (一)标本前处理  标本前处理方法取决于待测物的理化性质、灵敏度要求和分析方法。其目的是将待测物从血清(浆)及其他潜在干扰物质中分离、提取、纯化,并实现对待测物的浓缩。大多数糖皮质激素(如17α-羟孕烯醇酮、17α-羟孕酮、11-脱氧皮质醇、皮质醇、可的松)和盐皮质激素(如孕烯醇酮、孕酮、脱氧皮质酮、皮质酮)为疏水结构,均可与相应转运蛋白结合存在于血液中,游离形式约占1%。但血液中,约50%醛固酮以游离形式存在。睾酮和雌二醇与白蛋白结合力弱,与性激素结合球蛋白(sex hormone binding globulin,SHBG)结合力强,2%~4%睾酮呈游离形式,60%~75%睾酮与SHBG结合,20%~40%睾酮与白蛋白结合 [ 1 ] 。平衡透析可去除血中结合型类固醇激素进而检测游离型激素水平,但测量程序要求更高的灵敏度。如果结合型类固醇在水解前无法被直接检测,则需水解后进行检测,并明确结合型类固醇是否完全水解,且水解步骤不会导致类固醇降解,如硫酸雌酮在提取之前需通过水解酶获得游离型雌酮。亲脂性性激素(雄烯二酮、睾酮、双氢睾酮、雌酮、雌二醇、雌三醇)较亲水性性激素(硫酸脱氢表雄酮、硫酸雌酮)在血液中浓度低,因此亲脂性性激素的LC-MS/MS测量程序通常需要更复杂的标本前处理以消除基质干扰并浓缩待测物以达到理想的定量限(limit of quantification,LOQ)。  血清(浆)类固醇激素LC-MS/MS检测的标本前处理流程通常包括:(1)取等量临床标本、标准品、质控品和基质空白 (2)加入内标物 (3)提取 (4)纯化 [ 19 ] 。对易氧化的类固醇激素,前处理时需尽可能避免发生氧化以防待测物降解及产生干扰物。例如,在样品浓缩时使用惰性气体(如氮气),而非加热真空离心浓缩。去除可能干扰检测或影响前处理的物质后,宜将分析物转移到液相色谱流动相洗脱溶剂中,保持初始浓度比例,以备后续分析。推荐使用与待测物具有相似结构和离子化性质的同位素标记物(或结构类似物)作为类固醇激素LC-MS/MS检测内标物,例如氘代或 13C标记的类固醇。通过比较已知浓度内标物与待测物的信号,校正样本前处理、色谱分离、离子化过程及基质效应所产生的误差。类固醇激素的同位素内标物大多为商品化试剂,如无商品化试剂,应优先选择使用非内源性但与待测物结构类似的合成类固醇作为内标物,并确保内标物与待测物具有相同或相近保留时间。内标物的相对分子质量应至少比相应待测物大3,氘代或 13C标记数量控制在7,化学纯度应≥98%,同位素内标物纯度≥97%。  内标物需加入到所有校准品、质控品和待测标本中,且应在提取或纯化步骤之前或同时加入。加入内标物后需静置足够长的时间(通常15~30 min)以平衡内标物与结合蛋白的相互作用,抵消因蛋白结合导致的检测浓度偏低,如睾酮和睾酮-d 3需30 min完成平衡(22 ℃)。内标物的质谱信号强度应在不同分析批次中保持稳定,平衡时间不足可能会导致内标物信号强度不稳定。  建议3 使用与待测物有相同理化性质的商品化同位素标记物作为类固醇激素LC-MS/MS检测内标物( 表2 ),浓度设置在校准曲线的中浓度或医学决定水平附近,实验室应制定内标物信号强度波动的批间可接受范围。  血液中存在的大量蛋白质、多肽、小分子化合物等可引起LC-MS/MS的离子源和检测器饱和,导致离子抑制或分辨率不足,干扰检测结果。因此,LC-MS/MS分析前应提取待检测物,去除无机化合物(如盐)、蛋白质、脂质(如甘油三酯)和磷脂等物质的干扰,提高检测灵敏度、重复性和稳定性。  LC-MS/MS分析标本的提取方法包括蛋白沉淀(protein precipitation,PPT)、液液萃取(liquid-liquid extraction,LLE)、固相萃取(solid-phase extraction,SPE)等。PPT利用蛋白沉淀剂使蛋白变性沉淀,离心后直接取上清液进行检测,不适用于含量较低或有蛋白结合特性的类固醇激素。LLE利用溶剂的相似相溶原理,将目标化合物从液体混合物中分离出来,因操作繁琐且需要消耗大量有机溶剂,故临床常用固相支撑液液萃取(supported liquid extraction,SLE)替代传统LLE,降低有机溶剂消耗。而SPE采用固体颗粒色谱填料(通常填充于小柱型装置中)对样品不同组分进行化学分离,较SLE具有更优的去磷脂干扰能力,是类固醇激素标本提取的首选方法,但也具有操作步骤多、成本高等缺点。针对类固醇激素的不同极性,脂溶性激素通常选择亲脂基团填料的SPE方法萃取待测物,非脂溶性激素选择亲水基团或阴阳离子交换填料的SPE方法萃取待测物。为进一步去除与待测物共同洗脱的干扰物,可联合LLE和SPE,或吹干提取物后用不同溶剂重新提取。其中,通过高效液相色谱(high performance liquid chromatography,HPLC)可在线进行SPE,以减少手工操作,节省时间和人力成本,但目前尚无多种类固醇激素在线SPE提取解决方案。也有通过使用单个或多个提取柱串联色谱柱,如提取/上样柱、一次性SPE柱、二维色谱,提高色谱分离效率和检测灵敏度,使血清(浆)标本无需或只需经简单蛋白沉淀处理即可进行分析。  建议4 根据待测类固醇激素理化性质及测量灵敏度要求推荐使用SLE或SPE标本提取方法。  (二)类固醇激素LC-MS/MS定量分析  LC-MS/MS通过结合HPLC的高效分离浓缩能力与三重四极杆质谱的高特异性和高灵敏度定量性能,准确测量标本中浓度极低、理化性质相似的类固醇激素,其特异性较免疫学分析明显提高。  1. HPLC分离:HPLC是一种基于待测物在固定相和流动相中具有不同分配系数的分离技术。通常使用对非极性分子具有高亲和力的非极性固定相(如 18C、五氟苯基等)色谱柱分离类固醇激素 [ 20 ] ,通过流动相极性变化将吸附于色谱柱上的类固醇激素重新溶于流动相,从而实现逐步洗脱分离。通过开发精密的流动相梯度洗脱程序和使用适合的色谱柱可以分离结构非常相似的类固醇激素及其代谢物,包括一些同分异构体(如21-脱氧皮质醇、11-脱氧皮质醇)。通过依次洗脱标本中所有待测物,降低检测信号的复杂度,分离组分信号随时间出现一组近似高斯分布的色谱峰群,生成检测信号强度随时间变化的色谱图。另外,流动相中通常加入挥发性添加剂(如0.01 mol/L甲酸铵、0.1%甲酸),其浓度不应超过0.5%,以增强化合物离子化,而不应含非挥发性流动相添加剂。色谱柱可选择粒径较小的分离柱,实现短时间内更好的分离效果,也可根据文献综合选择。色谱柱应在寿命期限内使用,并根据检测量、峰型、保留时间、分离度、柱压等参数判断是否需要更换。实验室应做好色谱柱的日常维护,在每日检测结束后进行日常冲洗程序,并最终将色谱柱保持在95%及以上的甲醇或乙腈中,尽可能地延长色谱柱的使用寿命及使用质量。  建议5 为有效分离结构相似的类固醇激素及其代谢产物,推荐实验室使用 18C或五氟苯基填料,色谱柱粒径≤3 μm,有机相梯度洗脱程序:0.5~4.0 min,40%~55% 4.0~6.5 min,55%~75% 6.5~7.5 min,75%~99%。  2. 串联质谱检测:类固醇激素LC-MS/MS测量程序使用的离子源主要包括电喷雾电离(electrospray ionization,ESI)和大气压化学电离(atmospheric pressure chemical ionization,APCI)。在常规临床检测中,醛固酮、皮质醇、11-脱氧皮质醇、21-脱氧皮质醇、可的松、睾酮、孕酮、17α-羟孕酮、皮质酮、雄烯二酮、脱氢表雄酮可采用ESI或APCI离子源。与ESI相比,APCI离子源温度更高,脱溶剂更充分,因此基质效应更小。然而,APCI更适用极性较小的类固醇激素,如3β-羟基-5-烯类固醇 [ 21 ] ,在需同时检测多个类固醇激素的临床应用中具有局限性。  类固醇激素分子经离子源电离后进入三重四极杆质量分析器,根据质荷比进行分离,并采用多反应监测(multiple reaction monitoring,MRM)或选择反应监测(selected reaction monitoring,SRM)模式采集数据。最终借助质量分析器选择特定母离子和子离子,通过母离子/子离子对和各分析物及内标物的色谱图及峰面积对目标化合物进行定量。不同仪器,其离子对信息及检测参数并不完全相同,每个化合物通常选择2个离子通道分别作为定性离子和定量离子通道( 表3 )。基于定性离子、化合物极性及内标物分离峰综合判断目标化合物的分离峰。  建议6 类固醇激素LC-MS/MS检测选择ESI或APCI离子源,采用MRM或SRM模式,应在性能验证时优化质谱参数。  3. LC-MS/MS测量程序性能验证和/或确认:测量程序的性能要求取决于其预期临床用途、待测类固醇激素生物学变异及仪器灵敏度水平。如检测女性、儿童血清睾酮,测量程序的灵敏度需要达到0.02 ng/ml 同时检测浓度差异大的多个分析物,如雌二醇、雌酮、雄烯二酮,需验证测量程序对每个分析物的分析性能是否满足临床需求。值得注意的是,由于血清(浆)类固醇激素LC-MS/MS测量程序包含的人工操作步骤多,各实验室环境条件、仪器设备配置、人员水平相差大,因此即使实验室使用商品化试剂盒(Ⅰ、Ⅱ类),也应进行性能确认或验证。LC-MS/MS测量程序性能验证和/或确认程序可参考共识 [ 22 ] 或美国临床和实验室标准协会(Clinical and Laboratory Standards Institute,CLSI)C62-A [ 23 ] ,并根据生物变异、临床指南、政策法规等设定性能验证中每项参数的可接受标准。  (三)类固醇激素LC-MS/MS测量程序的分析性能指标  类固醇激素相关疾病的临床诊断对检测指标及灵敏度有不同需求,实验室应综合临床需求及仪器灵敏度确定LC-MS/MS测量程序分析性能。  1.肾上腺皮质激素:皮质醇是最主要的肾上腺皮质激素(约占75%~95%),血液中总皮质醇、游离皮质醇水平及昼夜节律变化常用于辅助诊断原发性和继发性肾上腺功能不全、库欣综合征、艾迪生病。正常成人清晨血清总皮质醇浓度通常在20~50 ng/ml,经平衡透析后的游离皮质醇浓度约占总皮质醇5%,可更准确反应皮质醇水平及节律,推荐检测血清(浆)游离皮质醇(LOQ≤1 ng/ml)。皮质醇联合17α-羟孕酮、雄烯二酮常用于筛查11-羟化酶或21-羟化酶缺乏型CAH。大多数(约90%)CAH由21-羟化酶基因变异导致,患者血清雄烯二酮水平通常升高5~10倍,17α-羟孕酮水平升高幅度更大,而皮质醇水平较低或无法检测。不同年龄、性别人群17α-羟孕酮及雄烯二酮水平差异较大,推荐实验室检测17α-羟孕酮(LOQ≤0.1 ng/ml),检测区间上限设定在参考区间上限10倍以上 [ 24 ] 。  硫酸脱氢表雄酮、孕烯醇酮、孕酮、17α-羟孕烯醇酮、11-脱氧皮质酮和18-羟皮质酮常用于已排除11-羟化酶、21-羟化酶缺乏型CAH,及确认3β-羟基类固醇脱氢酶缺乏和17α-羟化酶缺乏型CAH。在非常罕见的17α-羟化酶缺乏症中,雄烯二酮、所有雄激素前体(17α-羟孕烯醇酮、17α-羟孕酮、硫酸脱氢表雄酮)、睾酮、雌酮、雌二醇和皮质醇水平降低,而盐皮质激素(孕酮、11-脱氧皮质酮和18-羟皮质酮)水平明显升高。醛固酮是典型的盐皮质激素,常用于辅助诊断原发性醛固酮增多症(如肾上腺肿瘤、肾上腺皮质增生)和继发性醛固酮增多症(如肾血管疾病、盐耗竭、钾负荷、肝硬化腹水、心力衰竭、妊娠、Bartter综合征),以上情况醛固酮水平通常可升高10~100倍。因此,建议醛固酮LOQ≤0.02 ng/ml,检测区间上限设定在参考区间上限100倍( 表4 )。  2.雄激素:LC-MS/MS较易检测正常成年男性雄激素水平,但对低雄激素水平人群,如女性、儿童以及性腺功能减退的男性,则要求测量程序具有更高的灵敏度。对成年女性,睾酮水平通常用于评估由肾上腺合成异常和PCOS导致的高雄激素血症及相关的女性多毛症、月经紊乱、不孕等疾病。对儿童,睾酮水平通常用于评估外生殖器性别模糊、性早熟或发育延迟,以及用于CAH的诊断。建议女性或儿童的睾酮测量程序LOQ≤0.02 ng/ml,并需配置高灵敏度LC-MS/MS系统,并对样品进行离线或在线前处理,如LLE、SPE或多个提取步骤结合(如PPT结合SPE) [ 8 ] 。  双氢睾酮以及双氢睾酮/睾酮比值可用于诊断雄激素缺乏症、监测雄激素替代治疗或5α-还原酶抑制剂疗效,建议采用双氢睾酮非衍生化法LC-MS/MS检测(LOQ≤0.05 ng/ml)。雄烯二酮还可用于诊断和评估女性高雄激素血症、多毛症、不孕症,儿童性早熟、发育延迟、CAH,以及肾上腺、性腺肿瘤。在CAH、女性高雄激素血症等疾病中,雄烯二酮水平明显升高,但在3β-羟基类固醇脱氢酶缺乏症、17α-羟化酶缺乏症及类固醇合成急性调节蛋白缺乏症等罕见病及2岁以下儿童中,其水平较正常成人明显降低,建议其LOQ≤0.02 ng/ml。雄烯二酮检测的子离子与睾酮子离子具有相同的质荷比,因此实验室需验证睾酮和雄烯二酮的色谱分离度。  脱氢表雄酮和硫酸脱氢表雄酮除联合肾上腺皮质激素用于CAH辅助诊断以外,还可用于鉴别诊断肾上腺功能不全或亢进。与性激素联合可用于区分肾上腺功能初现与性早熟,诊断儿童CAH和女性PCOS。儿童脱氢表雄酮水平较低(通常1~8岁儿童2 ng/ml),为了准确诊断儿童肾上腺功能初现、性早熟,建议脱氢表雄酮LOQ≤0.02 ng/ml,硫酸脱氢表雄酮LOQ≤30 ng/ml。  3.雌激素:对低浓度雌激素的准确检测可用于儿童性发育延迟或性早熟的评估,以及绝经后女性乳腺癌发病风险或芳香酶抑制剂治疗效果评估。非衍生化前处理,ESI负离子模式下检测雌二醇、雌酮及雌三醇建议LOQ≤0.01 ng/ml [ 25 ] 。硫酸雌酮在体内的浓度是雌二醇和雌酮的10~50倍,且半衰期较长,因此可用于雌激素水平状况评估。  建议7 实验室应根据临床需求、待测类固醇激素生物学变异及仪器灵敏度水平,建立分析性能满足要求的类固醇激素LC-MS/MS测量程序( 表4 )。  (四)类固醇激素LC-MS/MS测量程序的质量保证  1. 量值溯源:量值溯源是通过一条具有明确不确定度的不间断传递链,使测量结果的量值能够与规定的参考标准(国家或国际计量标准)联系起来 [ 28 ] 。类固醇激素量值的可溯源性是实现实验室间测量结果一致的基础,即同一标本在不同时间和地点采用不同测量程序得到准确测量结果。实验室应参考国际标准化组织(International Organization for Standardization,ISO)17511文件及中国合格评定国家认可委员会关于测量结果的计量溯源性文件要求建立计量溯源链,核心要素包括被测物、参考物质、校准及赋值程序、测量结果验证 [ 28 ] 。  实验室应参考国际临床化学和检验医学联合会/国际纯粹与应用化学联合会文件明确被测物属性,包括分析物特性(如化学形式)、测量基质、单位等 可通过检验医学溯源联合委员会网站或国家标准物质资源共享平台查询参考物质信息,并优先选择具有明确溯源信息的参考物质(如有证参考物质)作为校准品。对无有证参考物质的类固醇激素,实验室应参考CLSI EP30评估校准品的特性、纯度、均一性、稳定性及互通性并制定相关评估程序 [ 29 ] 。  需明确的是,计量溯源链本身并不直接保证测量结果的准确性和一致性,溯源链中每次量值传递都会新增测量不确定度,测量的准确度和不确定度也可能在使用新校准品或仪器大修后改变,实验室应通过检测校准品、参加能力验证计划或实验室间比对,明确测量程序的正确度和精密度。  建议8 实验室应优先选择具有明确溯源信息的类固醇激素参考物质作为校准品,建立计量溯源链。  2. 校准:校准是确定或校正质谱仪检测信号强度与待测物浓度之间的相关性。通常将校准物质加入到经活性炭处理、不含待测类固醇激素的单一来源或混合血清(浆)基质中以制备一系列稀释校准品。类固醇激素LC-MS/MS测量程序性能验证、更换试剂或校准物批号后,需确定每个分析批校准曲线的斜率、截距和相关系数的可接受标准。每个分析批都需进行校准,如果一个分析批包含的样品很多,校准品可在分析批不同位置进样,并监测每个校准品检测值与理论值的偏倚,以明确在大样本量分析中的校准漂移情况。  校准确认是采用与检测临床标本相同的测量程序,分析在报告范围内已知待测物浓度的标本或商品化室间质量评价(external quality assessment,EQA)质控物以确认仪器或检测系统的校准,验证正在使用的校准曲线在检测患者标本时依然有效。建议在变更标准品批次后、确认不同分析批之间的校准有效性时,开展校准确认。校准确认品应与实际患者标本相同或具有相似的性质,并与患者标本进行相同的前处理。与患者标本基质不同的质控品和校准品不可作为校准确认品。  建议9 实验室应对每个分析批进行校准,并监测每个校准品浓度检测值与理论值的偏倚。  3. 室内质量控制:血清(浆)类固醇激素LC-MS/MS测量程序室内质控的难点是获取与患者标本基质相近且稳定性好的质控品。对于多组分分析的血清(浆)类固醇激素LC-MS/MS测量程序,应优先选择生产质控严格、稳定性明确,并同时包含多个待测组分的商品化质控品。使用经处理的血清(浆)、冻干或合成基质质控品的一个明显缺点是,因与患者标本基质不完全相同而产生不同的质谱响应。而未添加分析物的患者血清(浆)质控品可能在评估测量程序性能时比经过处理的质控品更可靠。如通过将类固醇纯溶液标准品添加入基质制备质控品,用于制备质控品的类固醇标准品批号及基质应有别于制备校准品的类固醇标准品及基质。另外,实验室可使用低、中、高浓度的单个或混合患者样本作为质控品。为了保证质控结果解读的一致性,质控样品应大批量制备,分装储存,并明确质控品的储存稳定性及与患者标本基质的一致性。  实验室应自行确定质控物靶值及最大允许不精密度( 表4 ),将质控物放置在每一分析批内和分析批间的不同位置检测,以监测测量程序的批内、批间漂移情况。可参考《临床检验定量测定室内质量控制 WS/T641-2018》 [ 30 ] 建立测量程序的质控方案和失控规则(如1 3 s 、3 2 s 等),以及失控后处理措施,如分析批内质控不合格,应复测标本。  建议10 实验室应优先选择质量可靠、与患者标本基质一致的质控物,确定质控物靶值及最大允许不精密度,建立质控方案、失控规则和处理措施。  4. 分析批设置:血清(浆)类固醇激素LC-MS/MS测量一般分批进行,分析批的长度取决于系统校准稳定性和成本效益。一个典型的分析批应包含校准品、质控品、患者样本、空白样品、校准确认品(用于验证校准曲线的有效性,非必需)。实验室通过校准曲线、质控和校准确认监测每个分析批的有效性。当检测量大于2×96个时,建议每检测批次(96个/批次)都包含校准品、质控品和空白样本。实验室应确定并文件化血清(浆)类固醇激素LC-MS/MS测量程序的分析批长度 [ 31 ] 。  建议11 实验室应根据血清(浆)类固醇激素LC-MS/MS测量系统的稳定性和成本效益确定分析批的长度,并通过校准曲线、质控和校准确认监测每个分析批的有效性。  5. 能力验证/室间质量评价:由于血清(浆)类固醇激素LC-MS/MS检测程序标准化不足,基于分组数据进行测量结果一致性评估的EQA计划价值有限。正确度验证计划可同时监测测量程序的正确度和一致性,实验室应定期(1~2次/年)参加国家卫生健康委和/或省级临床检验中心正确度验证计划,如卫生健康委临床检验中心组织的类固醇激素正确度验证。正确度验证计划使用经最少程序处理的临床样本,通过参考方法对类固醇激素定值后,用于评估参评实验室LC-MS/MS测量程序的正确度和量值溯源性。对无正确度验证和室间质量评价计划的类固醇激素LC-MS/MS检测项目,实验室需定期(如2次/年)进行实验室间比对,并应优先选择通过ISO15189认可的实验室,以保证实验室间结果的一致性。  建议12 实验室应定期(1~2次/年)参加国家卫生健康委和/或省级临床检验中心组织的类固醇激素检测能力验证计划,无能力验证计划的项目需定期(2次/年)进行实验室间比对。  (五)数据收集及分析  实验室应建立患者样品、空白样品、校准品和质控品的数据处理、峰积分的标准操作程序,并在每一次临床检测中保持一致。数据处理软件应带有审核追踪功能可查询每个样品的数据处理方法。  1. 校准曲线接受原则:以校准品/内标物浓度比值为 X轴、分析物/内标物响应比值为 Y轴,构建校准曲线,将每个患者样品、质控品和空白样品的分析物/内标物响应比值代入校准曲线方程计算被测物浓度。分析患者标本时使用的校准曲线回归方法应与进行测量程序性能验证时使用的方法保持一致,大多数情况采用线性回归。如果校准曲线数据方差不同质(不同浓度点差异不同),推荐使用1/ x或1/ x 2权重回归分析以使低浓度校准点的偏倚在可接受范围。实验室应通过观察每个校准浓度点的相对偏差或总相对偏差选择合适的权重分析方法。  血清(浆)类固醇激素LC-MS/MS测量程序性能验证应明确校准曲线可接受标准:使用校准曲线计算出的校准品浓度与理论浓度之间偏倚可接受范围为85%~115%(LOQ浓度点:80%~120%)。确定校准曲线斜率和截距的可接受标准,计算相关系数、确定其接受范围(通常需0.99),并应用于常规分析的评估。校准曲线的可接受标准应与测量程序性能(如准确度)匹配。  建议13 血清(浆)类固醇激素LC-MS/MS测量校准曲线计算的校准品浓度与理论浓度之间偏倚的可接受范围推荐设置为85%~115%(LOQ浓度点:80%~120%)。  2. 色谱峰积分:应在类固醇激素LC-MS/MS常规检测中通过优化积分参数完成色谱峰的自动积分,以尽量避免操作人员手动积分导致的不一致性。通常使用3倍LOQ浓度类固醇激素样品的色谱峰优化自动积分参数。对色谱峰进行平滑处理可提升积分准确性,仪器背景杂质信号过高或色谱峰采集数据点不足可导致色谱峰不够平滑。但色谱峰过度平滑会导致峰形变宽和丢失细节,如将肩峰平滑进待测物的色谱峰,将影响待测物定量结果准确性。对于采样率较慢的系统,可使用成组平滑方法减小背景杂质信号的影响。经验性色谱峰平滑参数应在所有样品分析中保持一致。  建议14 应尽量通过优化积分参数完成每个待测类固醇激素的色谱峰自动积分,避免手动积分,实际标本检测需统一峰积分、平滑参数。  3. 色谱峰核查:在类固醇激素LC-MS/MS测量程序性能验证时,应建立色谱峰保留时间、背景杂质信号强度、峰形和峰分辨率的核查规则。理想的色谱峰是对称的且基线分离完整。如果一个分析批内有样品色谱峰基线分离不完整、峰形变宽或裂分,排除管路连接不正确的原因,应考虑更换色谱柱。实验室必须核查色谱峰的保留时间以确保待测物分析峰的正确积分,并在标准操作流程中明确保留时间的最大允许漂移范围,分析批间的变化应不超过±2.5%。样品中分析物色谱峰的保留时间应与校准品的保留时间一致。实验室可采用人工核查色谱峰,也可通过在仪器控制软件中设置色谱峰核查参数自动完成。如果使用自动色谱峰核查,实验室需验证自动核查参数及流程的有效性,同时明确需人工介入核查的情况。  建议15 实验室应建立每个待测类固醇激素的色谱峰保留时间、背景杂质信号强度、峰形、峰分辨率的核查规则和允许范围。  4. 内标峰面积核查:通过计算每个类固醇激素LC-MS/MS检测样品内标峰面积与校准品平均峰面积的比值确定每个样品的内标峰面积回收率。内标回收率用于校正分析物提取回收率,每个样品内标峰面积不同是可接受的,但在性能验证时应建立样品之间内标峰面积变动的最大可接受范围。样品内标峰面积回收率出现明显降低提示前处理效率低或存在其他可导致离子抑制的干扰物或存在干扰内标定量离子对的杂质峰。对于内标峰面积比前后样品少2/3或50%的样品,应复检。明显升高的回收率提示内标峰包含干扰峰,也需复检。可通过内标峰面积随进样量变化作图,识别过低或过高的回收率。  建议16 实验室应日常监测每个待测类固醇激素的内标峰面积在标准品、质控物及标本间的波动,建立内标峰面积波动的最大可接受范围。  5. 定性离子对监测:类固醇激素LC-MS/MS常规检测中,一个离子对用于定量分析(定量离子对),另一个离子对用于定性分析(定性离子对)。定性离子对用于分析物定性,在识别样品干扰物中发挥重要作用。定量离子对峰面积与定性离子对峰面积的比值在不同样品间应保持一致,如果发生变化则提示存在干扰物质。如果无法检出定量或定性离子对则提示样品中不存在该分析物或存在干扰物,应进一步分析原因。应同时评估分析物和内标物的定量离子对/定性离子对比值。定性离子对应在整个测量区间有稳定的响应,避免使用脱水分子、脱乙酰基、脱甲基或加合物的子离子设置定性离子对。测量程序性能验证时应建立定量/定性离子对比值差异的可接受范围(如±30%),并在每一个样品检测中予以监测。  建议17 实验室应日常监测每个待测类固醇激素的定量/定性离子对峰面积比值在标准品、质控物及标本间的波动,并设置最大可接受范围。  03 血清(浆)类固醇激素LC-MS/MS检验后质量保证  1.数据存储:实验室应保存血清(浆)类固醇激素LC-MS/MS分析产生的完整原始数据和处理数据,包括测量程序使用的色谱和质谱参数设置、每个离子对的色谱和质谱数据等,必要时使用独立系统备份数据。  2.参考范围:由于抗原抗体非特异性反应及与LC-MS/MS测量结果的偏差,采用免疫法建立的类固醇激素参考范围一般不适用于LC-MS/MS测量程序,然而我国目前尚未建立公认统一的类固醇激素LC-MS/MS检测参考范围,实验室可参考CLSI EP28针对目标检测人群验证国外权威机构建立的参考范围 [ 32 ] ,不同类固醇激素需按性别、年龄和/或月经周期分组,例如绝经前妇女的雌二醇、雌酮和雌三醇的浓度因月经周期或妊娠阶段的不同而有较大差异。  建议18 实验室可针对目标检测人群验证国外权威机构建立的类固醇激素LC-MS/MS参考范围,推荐建立中国人群的参考范围。  3.结果解读及报告:肾上腺皮质激素代谢终产物醛固酮和皮质醇浓度增高分别和醛固酮增多症和皮质醇增多症(库欣综合征)密切相关 17α-羟孕烯醇酮、17α-羟孕酮及其雄激素代谢产物(如脱氢表雄酮、雄烯二酮)水平的异常往往与女性PCOS、高雄激素血症及性发育异常等内分泌疾病相关 绝经后女性雌二醇检测是乳腺癌发病风险评估的关键 对女性和青春期前儿童体内睾酮的检测是鉴别儿童性早熟、女性高雄激素血症和PCOS的关键 对峰谷游离皮质醇的准确检测可有效辅助诊断库欣综合征 对17α-羟孕酮、雄烯二酮、孕烯醇酮、孕酮、17α-羟孕烯醇酮、11-脱氧皮质酮和18-羟皮质酮的准确检测是确定CAH亚型的重要依据。此外,血清(浆)类固醇激素检测结果的解读应基于目标患者或人群的基本信息,如性别、年龄、生理期、昼夜节律及立卧位等,对结果解读具有重要参考意义。因此,实验室应为类固醇激素质谱检测的目标人群建立个性化的结果解读规则。为了报告的准确性,类固醇激素结果的解读还应结合类固醇代谢通路和临床初步诊断。  建议19 实验室应结合患者临床信息、方法性能、临床预期用途、类固醇代谢通路解读和报告血清(浆)类固醇激素LC-MS/MS检测结果。  血清(浆)类固醇激素LC-MS/MS检测在精确评估类固醇激素水平、诊断类固醇激素失衡相关疾病(如CAH、肾上腺功能不全、高雄激素血症等)、监测治疗效果中发挥着越来越重要的作用。本共识对血清(浆)类固醇激素LC-MS/MS检测全流程进行了详细说明,包括标本采集、保存、运输及前处理的检验前过程,LC-MS/MS定量分析方法、分析性能指标、质量保证、数据收集及分析的检验中过程,以及数据存储、参考范围、结果解读及报告的检验后过程,并提出19项针对性建议供实验室参考。本共识旨在规范我国血清(浆)类固醇激素LC-MS/MS检测程序,提升其检测质量和结果一致性,推动其临床应用。  执笔人:李霖(四川省医学科学院 四川省人民医院临床医学检验中心),蒋黎(四川省医学科学院 四川省人民医院临床医学检验中心),郭玮(复旦大学附属中山医院检验科),邱玲(中国医学科学院 北京协和医院检验科)  专家组成员(以姓氏拼音排序):曹正(首都医科大学附属北京妇产医院检验科),戴锦娜(中国医科大学附属第一医院检验科),俸家富(绵阳市中心医院检验科),郭启雷(山东英盛生物技术有限公司),郭玮(复旦大学附属中山医院检验科),郭晓兰(川北医学院附属医院检验科),黄庆[陆军军医大学附属大坪医院(陆军特色医学中心)检验科],蒋黎(四川省医学科学院 四川省人民医院临床医学检验中心),蒋廷旺(常熟市第二人民医院转化医学科),柯江维(江西省儿童医院医学检验科),李霖(四川省医学科学院 四川省人民医院临床医学检验中心),李卿(上海市临床检验中心参考测量实验室),李水军(上海市徐汇区中心医院中心实验室),李艳妍(吉林大学第一医院检验科),廖璞(重庆市人民医院检验科),刘华芬(杭州凯莱谱精准医疗检测技术有限公司),刘靳波(西南医科大学附属医院医学检验科),卢丽萍(中国医科大学附属盛京医院检验科),闵迅(遵义医科大学附属医院医学检验科),倪君君(和合诊断集团研究院),聂滨(宜宾市第二人民医院检验科),潘柏申(复旦大学附属中山医院检验科),邱玲(中国医学科学院 北京协和医院检验科),王成彬(解放军总医院检验科),王书奎(南京医科大学附属南京医院医学检验科),夏勇(广州医科大学附属第三医院检验科),徐元宏(安徽医科大学第一附属医院检验科),张传宝(国家卫生健康委临床检验中心生化室),张华(贵州省人民医院检验科),赵蓓蓓(金域医学临床质谱检测中心)
  • 北京博赛德参加第23届天津市色谱质谱学术技术交流会
    2018年9月7日,由天津市色谱研究会主办的第23届天津市色谱质谱学术技术交流会暨天津市色谱研究会成立40BCT在天津市科技工作者之家召开。本次会议以“前沿色谱、色质联用新方法、新技术及其应用的BCT新进展”为主题,来自各高校、研究院所、政府实验室、公司、企业、第三方检测机构等各领域相关技术人员近200人参加了此次会议。 北京博赛德科技有限公司作为专业VOC解决方案提供商参加了本次会议,并在会议上展出了多款先进的VOC前处理设备,以及先进的便携式气相色谱质谱联用仪,同时针对当前如火如荼的VOC监测工作,北京博赛德还推出了大气VOC手工监测方案、大气VOC自动监测方案,以及污染源VOC监测方案,吸引了众多行业专家、高校老师、企业领导人员前来参观咨询。博赛德展台博赛德展出仪器北京博赛德参会代表受邀分切天津市色谱研究会40岁生日“大蛋糕”,祝贺天津市色谱研究会越办越好。展品介绍INFICON的Hapsite ER 便携式车载气质联用仪 HAPSITE ER便携/车载气相色谱质谱联用仪主要用于现场检测、鉴别和定量挥发性有机化合物(VOCs)、工业毒性化合物(TICs )、工业毒性材料(TIMs)、化学战剂(CWAs ) 以及选定的半挥发性有机化合物(SVOCs),随时随地提供可靠的结果。气相色谱的高效分离与质谱的准确定性相结合,被认为是分析精度高,正确鉴别有机化合物有效的手段之一。使用HAPSITE便携/车载气相色谱质谱联用仪,可在数分钟内取得结果,作出与生命、健康、安全和环境有关的关键性决定。 该设备在全球已销售了上千台,被广泛地、成熟地应用到了很多领域。而其连续在线分析功能更是被应用到了河流、水库、饮用水源地及污染源等的预警系统中去。 吹扫捕集浓缩仪CDS 7000ECDS7000E吹扫捕集浓缩进样系统以BCT的仪器性能和结实耐用的可靠性获得了用户和市场的一致认可和好评。CDS7000E是CDS新推出的7000的升级产品,它秉承了7000的诸多特性,并且外型更小,设计更加紧凑。7000E标准配泡沫传感器、Windows界面操作软件、8通阀设计的捕集阱和除湿阱(用于除水),样品传输管路加热模块,样品加热功能(选配),电子流量控制(选配),以及可更换的PEEK和硅烷化处理不锈钢样品气路系统,所有这些特性使得7000E具有更高的性能和BCT的色谱分离。 CDS 7550S热解析自动进样器作为对CDS热解析产品线的扩展,CDS在原有受欢迎的CDS 7500的基础上开发了一款BCT新的、独立的热解析自动进样器CDS 7500S。与CDS其它自动进样器一样,7500S采用了可靠的抓取式机械臂平台以及由Sulfinert 管线组成的具有化学惰性的样品流路,可连续分析高达72个样品,具有自动检漏功能和其它诊断功能,以及可选配的内标添加功能。与许多热解析自动进样器不同的是,7500S无须再单独配置一台单独的浓缩仪,既节约了预算,又节省了实验室的台面空间。7500S继承了CDS系列热解析的一个重要特性,那BCT是无须液氮制冷或电子半导体制冷。CDS独有的解析预加热技术在消除半导体制冷带来的各种故障率的同时,能够确保解析时产生BCT的色谱峰,提高色谱分辨率。 解析管老化炉 BCT-700 PLUS BCT700是一款多功能的解析管老化炉,它巧妙的结构设计,BCT少可以只老化1根解析管,BCT多可以同时老化21根解析管,BCT大限度的节省载气。其中每7个管位为一组,可以分别控制不同组老化时的流速和温度,不同组间可以同时老化,也可以单独老化,保证BCT大化工作效率的同时,也避免了无谓的载气和电力的浪费。BCT700老化炉还具备标准管制备功能,大大方便实验室的应用,另外,BCT700的程序升温老化功能,既可以让解析管老化得更彻底,还能符合标准方法的要求。苏码罐 美国ENTECH公司是一家专业 VOCs采样系统生厂商。拥有目前全球先进丰富的气体采样设备生产经验,尤其是苏码罐的经验,其BCT的Silonite 技术被公认为先进的惰性化处理技术之一。随着国内对VOC的重视,环境大气VOC,室内空气VOC,污染源VOC的采样与检测变得BCT关重要。在目前众多的采样及检测方法中,苏码罐方法被公认为准确有效的方法之一。多年来ENTECH一直在这个领域处于领先地位,开发的产品种类丰富,应用广泛,占据全球90%以上的市场。Silonite是由 Entech 公司开发的一种熔融的石英涂覆技术。Silonite技术创建了一个非常平滑的表面,减少了潜在的化学吸附。高密度的 Silonite涂层几乎消除了塑料(Teflon, Tedlar或Siloxane处理表面)材料中普遍存在的吸收影响。 北京博赛德简介:北京博赛德科技有限公司长期专注于VOCs整体解决方案的提供,从采样、前处理、预浓缩、到分析检测,从实验室,在线监测,到应急响应,从污染源到环境大气,均有一整套成熟的解决方案,我们希望通过我们的努力,让VOC的监测数据更加准确全面,从而为我国的环境治理贡献一份自己的力量!
  • 科迈恩发布全新色谱-质谱AI建模解决方案CHROMAN
    ModelLab Chroman 是由科迈恩科技全新开发的基于色谱及色谱联用技术的通用化学计量学建模与多组学分析软件,方便您快速开展基于各类常用色谱及色质联用-如LC, GC, LC/MS, GC/MS-数据格式(.csv, .cdf, .mzml等)的复杂体系数据分析任务。该系统采用C++语言专为科学数据AI计算开发,结合各类定性与定量化学计量学与机器学习高性能算法,为色谱及色质联用数据建模与机器学习提供行业领先的分析软件和科研工具。 ModelLab Chroman 是ModelLab系列AI建模分析软件中的一员。ModelLab可满足光谱、三维光谱、色谱、二维色谱、串联质谱、质谱离子源、质谱成像、核磁共振波谱等不同仪器数据多组学与AI建模分析的需要,为行业客户提供不同的解决方案。 图1 ModelLab 科学大数据AI建模解决方案产品家族新品亮点1. 全面的色谱及其串联质谱数据类型支持 ModelLab Chroman解决方案支持的仪器数据类型包括LC液相色谱, LC/MS液质联用, GC气相色谱, GC/MS气质联用,支持对各主流仪器厂家数据文件格式及国际通过格式(如.csv, .cdf, .mzml, .mzxml等)进行读取及建模分析。 图2 ModelLab 所支持的分析仪器数据格式2. 标准化的色谱及质谱预处理流程 ModelLab Chroman内置支持色谱图批量自动处理的标准化预处理流程,包括自动与手动峰积分、谱图平滑、背景扣除、内/外标含量计算、谱图求平均、保留时间裁剪、DAD光谱查看、XIC提取离子流生成、计算平均质谱图等一系列色谱及串联质谱数据处理工具。 图3 标准化的色谱峰积分3. 样品间比对与对齐功能 ModelLab Chroman支持多种样品间比对与对齐功能,用于不同样品间特征成分对齐和差异表征,包括色谱峰保留时间智能对齐、谱图叠加与镜像比对,以及质谱解卷积功能等。图4 色谱保留时间校正 4. 色谱及串联质谱建模一站式智能工具 ModelLab Chroman建模功能强大。系统内置各类常用的化学计量学与机器学习定性及定量模型,从而满足模式判别以及定量预测等不同色谱及色质联用数据建模的需要。图5 软件建模界面5. 丰富的色谱应用扩展 ModelLab Chroman针对不同分析领域提供丰富的色谱应用扩展,包括针对石油化工领域的油品智能分析系统、针对数字化配方的智能组分与感官调配系统等。图6 石油化工-定性鉴别与组分积分应用领域 通过ModelLab Chroman所提供的色谱法及色谱串联质谱法结合化学计量学和机器学习的多组学分析,其策略可广泛应用于各分析领域的复杂体系定量以及非靶向分析。结果灵敏、精确、智能,应用潜力巨大。1. 中药与民族药 药材及饮片真伪鉴别;道地产地溯源;多组分含量测定;指纹图谱分析;均化混匀工艺设计;2. 化学药与生物制品 有关物质分析;批间一致性评价;聚合型辅料精细表征;药品国评探索性研究;疫苗防护效力评价;3. 临床检测 代谢组学分析;药物代谢通路分析;质谱成像与空间代谢组学;4. 石油化工 轻重质油、润滑油、生物柴油等油品分析;油页岩分析;水中油的鉴别;录井勘探;真实性鉴别;5. 环境与水质 工业、农业废水、污水厂尾水等水质分析;污染物溯源分析;异味客观化评价;6. 快消品与农产品 真实性分析;风味感官组学;地理标志核心产区溯源;在线过程及工艺监控;品质分等分级;香精香料分析;数字化勾调配方开发。关于科迈恩科技科迈恩科技秉持“让AI为创新分析技术赋能”的愿景,致力于让广大用户受益于大数据和人工智能技术对于检测能力的创新和提高。目前科迈恩科技已在智能化仪器数据分析、快检技术、新药研发、精准医疗、感官评价等工业级AI建模等领域拥有系列化产品或解决方案,涵盖色谱、质谱、光谱、核磁共振等多维分析大数据的融合。所服务的客户覆盖制药、快消品、农产品、临床、石化、环保、交通、汽车制造等诸多领域。关注“科迈恩科技”公众号,了解更多分析检测行业的解决方案如您对科迈恩科技有更多想了解,可通过仪器信息网和我们取得联系!400-860-5168转3905
  • 西安加速器质谱中心建成智能化数据管理平台
    西安加速器质谱中心是在科技部、中国科学院和教育部的大力支持下,由中国科学院地球环境研究所与西安交通大学联合共建,于2007年通过国家验收,并成为我国第十个大型仪器设备中心。该中心依托中国科学院地球环境所,利用从荷兰高压工程公司(HVEE)引进的三百万伏特的串列加速器质谱仪(3MV AMS)及自行设计建立的样品制备系统,在国家大型条件平台工作的共享运行机制下,以全球环境变化研究为主,兼顾发展考古年代学,生物医药科学等,多学科共享,形成学科交叉点,创造更多的创新机会,并为我国科研院所、高等院校和产业部门(如水利、国土资源、海洋、气象、农业、林业和环保等等)的科技人员的相关研究提供公益技术支撑。  近日,为提高实验室管理水平,挖掘仪器设备使用潜力,扩大共享范围,在黄土与第四纪地质国家重点实验室自主部署课题资助下,西安加速器质谱中心与中国科学院网络信息中心合作,建成了基于协同工作环境的智能化数据管理平台。包括中心网站、数据管理平台和文档协同管理等三部分。中心网站部分为西安加速器质谱中心的对外宣传门户,主要作用是对外信息发布,中心形象建设等 数据管理平台围绕西安加速器质谱中心3.0MV加速器质谱仪工作流程,包括样品测试数据管理、日常管理、统计报表等模块。文档协同管理部分实现了易于管理的内容发布和便捷高效的文档共享功能。
  • 新算法助力质谱数据准确高效预测小分子 助力新药研发
    卡内基梅隆大学和俄罗斯圣彼得堡国立大学的研究人员提出一种算法——MolDiscovery,提高了小分子识别的效率和准确性。该算法使用分子的质谱数据来预测未知物质的「身份」,在研究早期告诉科学家他们是偶然发现了新事物,还是仅仅重新发现了已知事物,可节省发现新的天然医药产品的时间和金钱。  该研究于6月17日以「MolDiscovery: learning mass spectrometry fragmentation of small molecules」为题发表在《自然通讯》(Nature Communications)杂志上。 MS 是一种电离化学物质并根据其质荷比(质量-电荷比)对其进行排序的分析技术。广泛应用于各个学科领域中通过制备、分离、检测气相离子来鉴定化合物。  质谱图是小分子的指纹,可以用一组质量峰表示,但与指纹不同的是,没有庞大的数据库来匹配它们。尽管已经发现了数十万种天然分子,但科学家们无法获得他们的质谱数据。  目前,已经出现了包含数万个小分子注释质谱的谱库,为开发基于机器学习的方法来提高计算机数据库搜索的灵敏度和特异性铺平了道路。然而,现有方法对于超小分子( 400 Da)表现不佳,并且对于「重」小分子(1000 Da)在计算上不足。  现在,该研究团队提出一种质谱数据库搜索方法—— MolDiscovery,通过学习概率模型来将小分子与其质谱相匹配,大大提高了小分子识别的准确性,同时使搜索效率提高了一个数量级。  从全球天然产物社会分子网络(GNPS;http://gnps.ucsd.edu) 搜索了 800 万个串联质谱后,MolDiscovery 以 0% 的错误发现率 (FDR) 鉴定了 3185 个独特的小分子,与现有方法相比,增加了 6 倍。在具有已知基因组的 GNPS 存储库的一个子集上,MolDiscovery 正确地将 19 个已知和三个假定的生物合成基因簇与其分子产物联系起来。  MolDiscovery 框架  MolDiscovery 框架主要分两个过程:训练过程和评分过程。具体步骤:  从构建代谢物图和生成碎片图开始。对于后者,MolDiscovery 使用一种新的高效算法来查找代谢物图中的桥接和 2-cuts;  MolDiscovery 继续学习匹配碎裂图和质谱的概率模型;  对小分子光谱对进行评分,计算 FDR。基准测试  MolDiscovery 与其他五种最先进的方法进行了比较,数据库搜索结果显示,MolDiscovery识别效果最好,平均可以正确识别测试 GNPS 和 MoNA 数据中的 43.3% 和 64.3% 的小分子。所有测试方法的最高 K = 1、3、5 和 10 准确度。(来源:论文) MolDiscovery 也是针对 DNP 搜索 GNPS 的最快和最节省内存的方法之一。在预处理阶段,MolDiscovery 比其中一种方法快 300 倍以上。  还根据正确分子匹配的质量范围评估了运行时间。对于质量 1000 Da 的分子光谱,相同质量范围内,MolDiscovery 平均只需 6 分钟和 24 秒。  注释 8 倍多的光谱,识别出 6倍多的独特化合物  从GNPS 搜索了 800 万个串联质谱,在严格的 0% FDR 水平下,MolDiscovery 注释了 8 倍多的光谱,并识别出比 Dereplicator+ (一种从MS中识别小分子的数据库搜索复制器)多6倍的独特化合物。  MolDiscovery 搜索在 10 个线程上花费了 34 天,与单线程上的预测 329 天非常接近。值得注意的是,在搜索如此大规模的光谱数据集时,MolDiscovery 比其他方法要高效得多,只需要对分子数据库进行一次预处理,可以有效地搜索未来的光谱。  节省新药研发时间、成本  「科学家们浪费了大量时间来分离已知的分子。」研究团队成员 Hosein Mohimani 说。「早期检测分子是否已知,可以节省时间和数百万美元,并有望使制药公司和研究人员更好地寻找可能用于新药开发的新型天然产品。」  Mohimani 解释说:「例如,科学家检测出一种在海洋或土壤样本中有望成为潜在药物的分子后,可能需要一年或更长时间才能识别出这种分子,而不能保证该物质是新的。MolDiscovery 使用质谱测量和预测机器学习模型快速准确地识别分子,且无需依赖质谱数据库进行匹配。」  该团队希望 MolDiscovery 将成为实验室发现新型天然产物的有用工具。MolDiscovery 可以与 Mohimani 实验室开发的机器学习平台 NRPminer 协同工作,帮助科学家分离天然产物。
  • 超4000种 融智生物发布全球首个商用化生物组学微生物质谱数据库
    p  近日,融智生物宣布建设完成基于全新生物组学理念的微生物质谱数据库。这是全球首次发布span style="color: rgb(255, 0, 0) "商品化生物组学微生物质谱数据库/span。/pp  传统上,基于不同的细菌或真菌内蛋白组成分特别是核糖体蛋白有显著的差异,对核糖体蛋白组的质谱测试,可用于快速、高准确度鉴定微生物。基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱(MALDI-TOF MS,)亦因此应用,广泛应用于欧美等发达国家以及我国的三甲医院、省市级食品安全监管机构等。结合了该方法的质谱在业内一般被称为“微生物质谱”。限于传统MALDI-TOF MS的性能局限,该方法未能利用更丰富的生物信息。/pp  span style="color: rgb(79, 129, 189) "strong超4000种,生物组学微生物信息数据库/strong/span/pp  微生物质谱可实现对已知微生物的鉴定,其鉴定核心之一为微生物数据库容量。传统的微生物数据库建设方式为使用质谱仪采集经过形态学或基因组学确认的已知微生物核糖体蛋白特征峰信息,并形成数据库。该方法效率低、成本高,准确性难以保障。也因此,虽然地球上的微生物种类多达百万种以上,但目前可用于微生物质谱鉴定的微生物只有数千种。/pp  拥有先进科学仪器和生命科学背景的融智生物创新性地利用了新的微生物数据库理念,改变了传统的建库流程,近期完成了QuanID微生物数据库的建设。通过生物组学信息的结合,在独特数据算法支持下,高效率地建设质谱鉴定微生物数据库。截至目前,QuanID微生物数据库已建成包含超过4000种微生物(细菌、真菌),涵盖临床、食品安全、畜牧兽医、环境生态和科研等多个领域的巨大微生物质谱数据库。经过临床、疾控、食品安全、水产畜牧等多行业近万个样本的实际验证,(种、亚种级)准确率高达95%以上。融智生物认为,基于生物组学的QuanID微生物数据库代表了新一代质谱微生物数据库的发展方向,将取代传统的建库方式。/pp  在全新建库方式之外,融智生物还与多家国内知名菌种保藏单位合作,不断完善本地特有微生物数据库的建设,使得该微生物数据库不仅可胜任国际通用微生物鉴定,同时,更适合国内用户需求。未来,融智生物还将进一步快速扩展微生物数据库容量,使微生物质谱可适用于更广泛的行业。/pp style="text-align: center"img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201807/insimg/cffd7d06-3359-4771-89aa-c140b0875c28.jpg" title="1.jpg"//pp style="text-align: center "span style="color: rgb(0, 0, 0) "strongQuanID微生物鉴定质谱系统/strong/span/pp  2017年,融智生物宣布推出新一代宽谱定量飞行时间质谱QuanTOF,基于该质谱平台,融智生物开发了包括糖化血红蛋白定量检测系统、QuanID微生物鉴定质谱系统、SNP基因分型质谱系统、猪肉品质鉴定系统等多个应用产品。该平台于2018年4月被由两院院士等专家组成的专家委员会评定为“整体性能达到世界先进水平”。/pp  strong关于融智生物/strong/pp  由两院院士领衔、国家千人计划特聘专家创立,是专业致力于生命科学分析仪器设备、耗材及解决方案的研发、生产、销售、服务的国家级高新技术企业,注册资本5000万元。公司在美国波士顿、北京、青岛、南京和杭州等地布局了研发、生产、应用开发、销售、服务等分中心,建有院士工作站,与中国农业大学、中国科学院等多家科研机构建立了联合实验室,并承担了多项国家和地方科技创新研发项目。/pp  作为一家拥有自主知识产权的研发型高科技企业,公司成立以来累计研发投入超过5000万元,目前已拥有“宽谱定量飞行时间质谱(新一代基质辅助激光解吸飞行时间质谱)”及“微流控芯片核酸快速分析”两大技术平台,其中“宽谱定量飞行时间质谱平台”被两院院士组成的鉴定委员会鉴定为“整体性能达到国际领先水平”。/pp  基于两大核心技术平台,融智生物开发了微生物快速鉴定质谱系统、SNP基因分型质谱系统、蛋白定量分析质谱系统、质谱成像系统、食品溯源质谱系统以及食源性致病菌快速检测系统、呼吸道病原体检测系统、禽流感病毒检测系统、转基因测试系统等系列产品,应用涵盖临床医疗、检验检疫、食品安全、疾控等领域。公司已获CFDA二类医疗器械注册证1项、医疗器械生产许可证1项 1类IVD试剂证8项。/pp  扎根国内,放眼国际,成为具有国际竞争力的生物科技企业是融智生物的经营目标,融智生物将持之以恒地为高端生命科学仪器的国产化、国人医疗健康水平的提高做出贡献。/p
  • ESI Q-TOF质谱分析PEG化蛋白药物方法简介
    贾伟沃特世科技(上海)有限公司实验中心 PEG修饰蛋白及多肽类药物后,可在不产生毒性、不损害药效的情况下,通过增加蛋白类药物的溶解性、减少免疫原性、增加稳定性、延长体内药物半衰期等功效增强大分子药物的疗效。PEG的这种功效在1970年代后期被发现,到了1990年PEG化修饰的Adagen被美国FDA批准,至今已有若干个PEG修饰的大分子药物上市销售,这些药物在癌症、肝炎、痛风、糖尿病等疾病治疗中为患者带来了福音。 明确PEG修饰位点、确定修饰位点的数量、以及表征PEG的聚合度分布性是PEG化大分子药物运用于临床前以及药品质量监控必须且非常重要的工作。由于PEG的高分子聚合物性质,由PEG修饰后的蛋白及多肽的结构变得极为复杂。在早期对其进行质谱分析,特别是对PEG的聚合度分布性分析方面,多使用MALDI离子源类型的质谱。这是因为MALDI源离子化的样品,所带电荷数较少(单电荷离子居多),因此其质谱图相对简单;而通过ESI源离子化的样品将携带多个电荷,这使离子信号复杂,致使其质谱图谱较难解析。随着LC-ESI技术的发展, 美国Indiana大学的Lihua Huang等学者通过在色谱分析柱后加胺的技术,使样品的ESI离子化时的荷电数适当减少,从而使PEG化样品的ESI图谱得到高效的解析[1]。而MALDI TOF类质谱由于质谱分辨率的限制(目前MALDI TOF分辨率在8万内),面对分子量动辄十几万甚至更高的PEG化蛋白,其可获得的数据质量较差,因而MALDI方法可得到的PEG化蛋白的有效结构信息非常有限。 Lihua Huang等学者进一步开发了ESI Q-TOF分析PEG化蛋白的修饰位点的质谱方法[2]。这种方法包括源内裂解(ISF,In Source Fragmentation)与二级质谱(MS/MS)两个步骤。在第一步ISF过程中,PEG化多肽的PEG部分被裂解而变短;在第二步MS/MS过程中,多肽被打碎产生b、y离子碎片。通过分析携带缩短的PEG链的b、y离子信息,最终得出确切的PEG化修饰位点。ISF与MS/MS为什么可以分别 &ldquo 选择&rdquo 碎裂PEG化多肽的PEG与多肽两个部分呢?推测与PEG化多肽的电荷分布有关。在PEG化多肽的离子化过程中,PEG的醚键附着了大量的H+,并在ISF下完全断裂,而使冗长的P EG链缩短到一两个单位大小。之后的MS/MS过程中,由于缩短的PEG链已无H+附着不再断裂。而多肽在MS/MS中获得了碎裂的机会,并产生携带&ldquo PEG短标签&rdquo 的b、y离子碎片。论文中,研究人员运用此方法成功地分析了IgG4与胰高血糖素的PEG修饰位点。 参考文献(1) Huang L, Gough PC, Defelippis MR. Characterization of Poly(ethylene glycol) and PEGylated Products by LC/MS with Postcolumn Addition of Amines. Anal Chem. 2009, 81, 567-577.(2) Lu X, Gough PC, DeFelippis MR, Huang L. Elucidation of PEGylation site with a combined approach of in-source fragmentation and CID MS/MS. J Am Soc Mass Spectrom. 2010, 21, 810-818
  • 庞国芳院士团队获得3.2亿张质谱图 建立食药农残数据库
    p  编者按/pp span style="color: rgb(127, 127, 127) font-family: 楷体,楷体_GB2312, SimKai " 十年磨一剑。/span/ppspan style="color: rgb(127, 127, 127) font-family: 楷体,楷体_GB2312, SimKai "  庞国芳院士带领一个团队,孜孜不倦地潜心研究,突破了农残检测在信息化时代的三大挑战,使我国在这一领域的检测技术达到世界领先水平 兢兢业业地做了4万批次的农残筛查,摸清了我国“菜篮子”中的农药残留家底,为相关部门的决策和监管提供了有效的科学依据。这种踏踏实实坐冷板凳的科研精神令人感佩!/span/ppspan style="color: rgb(127, 127, 127) font-family: 楷体,楷体_GB2312, SimKai "  一个人能做到如此已属不易,一个单位都在潜心科研更是难得。“两耳不闻窗外事,埋头苦干搞研究”,中国检科院就是这样一个生动的例子,也才能够收获如此丰硕的科研成果。/span/ppspan style="color: rgb(127, 127, 127) font-family: 楷体,楷体_GB2312, SimKai "  面对机构改革、管理体制改革的大背景,观望或许是很多人的选择。然而身处改革洪流中的中国检科院却仍然能够静下心来认认真真钻研、踏踏实实做事,这样一个群体的实干精神更加值得赞叹。/span/ppspan style="color: rgb(127, 127, 127) font-family: 楷体,楷体_GB2312, SimKai "  正是一群群科研工作者的坚守初心、不懈追求,我们才离中华民族伟大复兴的中国梦越来越近!/span/ppbr//pp  民以食为天。食品安全牵动着每一个人的神经。而蔬菜水果中的农药残留可谓是食品安全领域中的“重灾区”。/pp  中国工程院院士、中国检验检疫科学研究院首席科学家庞国芳带领的团队这些年来干了件大事。/pp  他们采用我国学者自主研发的两种电子化检测技术,对45个重点城市(4个直辖市、27个省会城市、14个果蔬主产区,覆盖全国人口25%)1500余个采样点,采集了135种果蔬(占全国果蔬名录85%以上)4万批次市售样品进行了农药筛查,获得农药质谱图3.2亿张,基本查清了我国“菜篮子”中农药残留的“家底”。/pp  strongspan style="color: rgb(0, 112, 192) "担当重任,直面百姓关注热点/span/strong/pp  作为农业大国,我国是世界上农药生产和消费量较高的国家。农药是一把“双刃剑”,在保护农作物生长、防治病虫害、提高农作物产量、保障农产品储存质量等方面起到了至关重要的作用。但由于其生物活性,残留农药对食品安全、生态环境的影响不可避免,也使农药饱受诟病,农药化学污染物是当前食品安全源头污染的主要来源。/pp  党的十九大报告指出,“中国特色社会主义进入新时代,我国社会主要矛盾已经转化为人民日益增长的美好生活需要和不平衡不充分的发展之间的矛盾。”/pp  百姓生活水平提高后,必然对健康的需求更加强烈,对于农产品中的农药残留问题也愈发关注。“谈农药色变”已经成为当下中国比较普遍的现象,完全禁止农药的使用并不现实,研究出一套科学的农药残留监测与监控体系是当务之急。/pp  “2012年,我们开始承担国家科技支撑计划中的‘食品中农药化学污染物高通量侦测技术研究与示范’项目 2015年,我们又承担了国家科技基础性工作专项‘水果和蔬菜中农药化学污染物残留水平调查及数据库建设’课题。”庞国芳告诉科技日报记者。/pp  “最大的困难就是研究技术。”庞国芳告诉科技日报记者,“我们检索了1990年至2016年,世界上15种著名期刊的4600多篇论文,对所有的技术进行详细分析,发现农药残留检测技术主要有两个发展阶段。1990年至2002年,是色谱技术引领质谱技术发展,2002年以后,质谱技术超越了色谱技术。”/pp  庞国芳团队分析认为,从检索到2002年发表的第一篇高分辨质谱文献之后,这方面研究逐年增加。近年来发展起来的高分辨质谱技术成为农药残留非靶向筛查的发展方向,常见的高分辨质谱包括傅里叶变换离子回旋共振质谱、四极杆—飞行时间质谱等。/pp  记者在采访中了解到,庞国芳团队采用液相色谱—四极杆—飞行时间质谱技术和气相色谱—四极杆飞行时间质谱技术,开发了一次样品制备两种技术同时检测1200种农药残留的新方法,这种新方法达到了绿色发展、环境友好、清洁高效的技术要求。/pp  用这两种技术,庞国芳团队研究建立了世界上常用的1200多种农药和化学污染物的一级和二级精确质量质谱数据库。并为1200多种农药的每一种,都建立了自身独有的电子身份证,也就是电子识别标准,从而实现了以电子标准代替了实物标准作参比的传统方法,同时实现了由靶向检测向非靶向检测的跨越式发展。这是农药残留检测领域供给侧结构性改革的重大突破。在此基础上, “通过对农药残留新型检测技术的研发,对全国市售果蔬进行筛查,绘制出我国农药残留地图,它将成为我国农药残留治理的有效工具,将会促进我国农药使用零增长,使我国食品安全状况大大改观。”庞国芳告诉记者,这项工作不只是食品安全问题,还关系到国泰民安、国家形象。/pp  strongspan style="color: rgb(0, 112, 192) "潜心十年,解决业内三大挑战/span/strong/pp  以往的农药残留检测都需要有实物的标准物,实物标准物是存在有效期的,大概两三年就会失效。而由于农药种类众多,一个标准物几百到几千元,一百个标准物就要十万元,还经常需要重新购买,这对实验室而言,也是一笔不菲的成本。/pp  “要检测四五百种农药残留,标准物买不起”,这是实验室里常见的实际困难,也是庞国芳一直琢磨着要解决的问题。/pp  近年来,庞国芳在各种研讨会上都会提出这样的观点:随着21世纪信息化技术的快速发展,食品安全农药残留检测技术面临信息化的三大挑战——农药残留检测如何实现电子化?农药残留报告生成如何实现自动化?农药残留风险溯源如何实现视频化?/pp  经过近十年的潜心研究,这三项挑战如今已有解决方案。/pp  在精确质量质谱数据库的基础上,他们为1200多种农药和化学污染物都建立了一个自身独有的电子身份证,采取世界通用的八种高分辨质谱技术,评价1200多种农药的微细结构。“就像人脸识别技术一样,点位越多,辨别越准确。”精确化的电子识别标准,实现了农药残留检测以电子标准取代实物标准作参比的传统鉴定方法,同时也实现了农药残留由靶向检测向非靶向筛查的跨越式发展,实现了检测技术的电子化。/pp  “其检测能力远远超过了目前欧盟、美国和日本农药残留监测技术的实力,从而大大提高了农产品质量安全保障能力。”庞国芳告诉记者。/pp  农药残留检测电子化的实现,其方法效能是任何现有色谱技术和低分辨质谱技术所不能比拟的。但随之而来的就是极其庞大复杂的数据。数据维度多、数据关系复杂、分析要求精度高等难题,向传统数据统计分析方法提出了挑战,建立新的大数据的采集、传送、统计和智能分析系统成为当务之急。庞国芳院士团队研发了高分辨质谱+互联网+数据科学三元跨界融合技术,为解决第二项信息化技术的挑战打开了思路。/pp  庞国芳团队在深入分析农药残留检测数据特征和分析需求的基础上,自主研发了农药残留数据采集系统,构建了农药残留侦测结果数据库。/pp  “我们提出了‘数据获取—信息补充—衍生物合并—禁药处理—污染等级判定’的数据融合与处理模型,实现了对农药多残留检测结果数据进行快速在线采集、融合。”庞国芳告诉记者。/pp  值得一提的是,庞国芳团队自主研发的农药残留海量数据智能分析软件,实现了从农产品、农药、地域、多国农药残留最高限量标准等多维度进行的20项农药残留指标的自动统计和5项报表的自动生成,以及根据统计结果的综合评价和预警信息的自动生成,最终实现“一键下载”。/pp  “这本报告30分钟就可以自动生成。”庞国芳指着办公桌上一本厚厚的农药残留检测报告对记者说, “这种效率是传统分析方法不可想象的,高分辨质谱+互联网+数据科学的三元融合技术,是我们的技术突破之一,为农药残留大数据分析提供了有效工具。”/pp  “农药残留检测的目的是要实现风险的溯源。”庞国芳表示,“我们这项研究的第三大突破就是通过高分辨质谱+互联网+地理信息系统三元融合技术,可实现农药残留风险溯源的视频化。”/pp  据介绍,将农药残留数据与地理数据相关联,完成了农药残留数据驱动方式下地图的新应用。“采用多元技术融合,设计编制了目标农药—食品名称—食品产地等多维空间特征的可视化系统。”庞国芳说。目前已形成两个产品,分别是“31个省会/直辖市市售水果蔬菜农药残留水平地图集”和“31个省会/直辖市市售水果蔬菜农药残留在线制图系统”。/pp  在庞国芳看来,这实现了农药残留检测、溯源和预警三个关键点的“智慧一张图”管理,为产业自律、政府监管和第三方监督提供了基于空间可视化的科学数据支撑。/pp  span style="color: rgb(0, 112, 192) "strong击中痛点,为政府决策提供依据/strong/span/pp  庞国芳团队的研究成果紧扣国家“十三五”规划纲要中“增强农产品安全保障能力”和“推进健康中国建设”的主题,必将在这些领域发挥重要的技术保障作用。/pp  相较技术保障,这项研究还有着更重要的现实意义——可为相关部门的决策和监管提供科学依据。/pp  这次面向45个城市的市售蔬果农残普查结果显示,我国市售果蔬农药最大残留限量标准合格率达到96.5%以上,我国使用的农药以中、低、微毒农药为主,检出的品种和频次占比均超过80%。这些说明了我国果蔬当前农药残留监管工作积极有效,食品安全有基本保障。/pp  不过也存在着很多严峻的现实问题。/pp  尽管目前我国市售果蔬样品检出农药以低中毒性为主,但是在普查中仍然发现10%的果蔬样品检出高剧毒和禁用农药,而且越是日常常吃的果蔬,检出的高剧毒农药品种越多,为我国食品安全埋下了隐患。这就需要执法部门重拳治理高剧毒和禁用农药,根治顽疾。/pp  农产品中的农药残留其实是全世界很多国家都会面临的共性问题。但是相比较而言,欧盟、美国、日本等发达国家均建立了较完善的法律法规和残留监控体系,制定了农产品中农药最大残留限量标准。/pp  从上世纪70年代起,美国陆续建立了三大农药残留监控体系,包括国家残留监控计划(NRP)、农药残留监测计划(PPRM)和农药残留数据计划(PDP),监控农药品种达500多种,并建成农药化学污染物残留数据库。1996年,欧盟启动的共同体农药残留监控计划中包括欧盟和欧盟成员国两大残留监控体系,监控的农药品种达到839种。日本则出台了“肯定列表制度”,加强食品中农业化学品残留管理,监控农药542种。/pp  尽管我国的各主管部门都有各自的农药残留监控计划,但还没有形成一套严格的法律法规和全国“一盘棋”的监控体系,各部门仅有的农药残留数据资源在食品安全监管中发挥的作用也十分有限。到目前为止,我国各有关部门中监控农药的最多仅百种左右,与先进国家差距甚远,其地位与我国的农业大国地位很不相称。/pp  而标准水平低、数量少也是我国农药残留污染治理当下正面临的难题。/pp  与世界先进国家相比,我国农药残留安全标准水平低,这次普查结果如果按照欧盟和日本的标准来衡量,合格率就会大大降低。我国现行国家标准GB/T2763-2016食品中农药最大残留限量标准项次为4140项,而欧盟、日本和美国现有标准分别为16万余项、5万余项和4万余项,这种标准数量上的巨大差距,会导致我国在国际贸易中处于受制于人的被动地位,无法掌控国际贸易话语权。/pp  “缺少一个全流程、成体系的农药残留全面风险监测和监控体系,提高未知风险发现能力 也急需加强农药最大残留限量和每日允许摄入量标准的研究制定,使之与世界先进国家比肩。”庞国芳语重心长。/pp  span style="color: rgb(0, 112, 192) "strong处处开花,检科院科研成果丰硕/strong/span/pp  领先世界的技术和成果出现在中国检科院并不是偶然,庞国芳团队也只是中国检科院的一个缩影。/pp  近年来,中国检科院始终坚持以科研为中心,以学科建设为基础,注重面向世界科技前沿、面向经济主战场、面向国家重大需求,尤其是“十三五”以来,中国检科院紧紧围绕基础理论与前沿技术及创新应用,直接对接国家重大战略需求,聚焦国门安全、国民经济与社会发展的重大、核心、关键科技问题,在食品农产品安全、动植物检疫、卫生检疫、化学品安全、工业与消费品安全、装备等多个领域开展研究和技术开发,大幅提升了科研能力和研究水平。/pp  除了庞国芳团队建立了1200多种农药精确质量数据库和质谱的电子识别标准,自主研发了自动匹配农药残留智能筛查和定性鉴定软件,实现了千种农药高通量非靶向同时定性筛查的技术突破之外,中国检科院近年来的多项研究成果都填补了国内、国际空白,达到了国际领先水平。/pp  在国际上率先系统揭示了食品中有害物的质谱软电离裂解规律,开创了基于质谱标志碎片的未知风险非靶标筛查技术,构建了食品中化学性有害物及生物性有害物代谢物的质谱筛查技术平台 开创了基于标志物筛选的过度加工食品判定技术,保障了进口食品安全和人民生命健康 构建了食品质量安全检测监测技术平台,研发了系列快检产品,在重大食品安全突发事件应急应对中发挥了领军作用。/pp  率先提出“食品属性表征与品质分子识别”概念,改变了加工农产品和食品鉴伪、品种鉴定、产地鉴别标准缺乏、指标混乱的局面等,确立了农食产品真伪鉴别领域国内领先地位并达到国际领先水平。实现了病原微生物高通量、快速、准确的鉴定溯源,可有效用于食源性疾病暴发事件中传染源和传播途径的确证、食品农产品中污染源的追溯。开展的食品过敏原检测方法储备研究处于国内领先。/pp  建成了植物检疫学科体系及检疫性有害生物国境防控技术体系、转基因产品查验技术体系,重点突破了外来有害生物与转基因产品高通量、高精准、快速检测监测技术和大宗产品检疫处理技术,研发了系列装备和药剂,制修订了成体系技术标准,大幅提升进出境植物有害生物防控有效性和国境通关综合效率。/pp  搭建了外来动物疫病有证标准样品研制平台,创制的假病毒制备载体,其包装容量、表达效率和纯度均领先国际同类技术,解决了高风险动物病原微生物检测缺乏生物安全质控品的技术难题 研发了非洲猪瘟、施马伦贝格病等外来动物疫病的口岸现场初筛和实验室精准检测系列技术方法和试剂盒,构建了动物疫病风险分析模型及信息化风险分析系统,为双多边技术交流和谈判提供了重要技术支撑。/pp  牵头建立了全国口岸传染病监测哨点技术网络,建成了国内规模最大的外来传染病监测生物样本资源库,并在标准验证、标样研制、无创样本病原基因检测和输入病例病原分子溯源等多领域实现创新应用 在重大突发疫情应对中,第一时间研制出新甲型H1N1流感病毒核酸诊断方法并获国家联防联控科技组推荐,形成技术标准应用,储备了境外新发突发病原体检测方法。/pp  span style="color: rgb(0, 112, 192) "strong强院大市场,不忘初心砥砺前行/strong/span/pp  各种领先国际水平的成果不胜枚举。是什么促成了检科院科研成果“处处开花”的盛景?/pp  “做好检验检测检疫科技引领‘火车头’是我院正在做,也是我院孜孜以求的目标和愿景。” 中国检验检疫科学研究院院长李新实如是说。/pp  近年来,国家积极推动检验检测认证机构的整合,“管检分离”成为大趋势。同时,国内检验检测产业发展迅速,外资检测机构不断涌入,检验检测认证市场竞争激烈。/pp  “面对如此大的变革,无疑对我院提出了许多新的挑战、新的压力和新的课题。同时,也带来了许多新的机遇、新的动力和新的愿景。但是,我相信机遇掌握在自己手里。”李新实曾这样说过。/pp  直面挑战,检科院积极转变观念,适应国家改革需要,下大力气提升科研工作水平,着力解决好检验检测产业发展过程中所遇到的各类关键性技术问题,更好地为检验检测产业发展提供科技支撑。/pp  为适应国家科技体制改革和检验检疫事业发展要求,充分发挥好“火车头”作用,中国检科院确定了“强院大市场”的发展思路。在这一发展思路的引领下,建设一个国内一流、国际知名的检验检测检疫科研机构,中国检科院正在砥砺前行。/pp  据李新实介绍,所谓“强院”,就是坚持检科院作为公益性检验检疫中央研究机构的本质属性,坚持以科研为中心不动摇,集聚全院优势资源,加强学科建设,打造优秀创新团队,全面提升科研水平、技术支撑、科技服务等核心竞争力,使检科院成为国内一流、国际知名的检验检测检疫科研机构 所谓“大市场”,就是坚持科研与经济社会发展需要相结合,与国家重大战略需求相结合,充分发挥市场机制在配置科技资源中的重要作用,全力推进科研成果转化,全力提高科研的社会效益和经济效益。“强院大市场”的发展思路形成了科研和市场两轮驱动、相互促进的良性互动,正推动着中国检科院各项事业的健康持续发展。/pp  新时代、新使命、新征程。党的十九大报告中指出,创新是引领发展的第一动力,是建设现代化经济体系的战略支撑。要瞄准世界科技前沿,强化基础研究,实现前瞻性基础研究、引领性原创成果重大突破。/pp  检验检测检疫事业关乎国计民生,在促进国际贸易发展、维护消费者生命财产安全、保障国门安全、保护国家生态安全等方面都发挥着重要作用。作为我国检验检测检疫领域重要的科技支撑和技术保障部门,身处机构改革的洪流之中,中国检科院不忘初心,坚定“强院大市场”的发展思路,发挥检验检测检疫科技引领“火车头”作用,全力以赴地朝着“国内一流、国际知名的检验检测检疫科研机构”的发展目标继续前行,为国门安全和检验检测检疫科技事业的繁荣与发展作出不可或缺的贡献,为实现中华民族伟大复兴的中国梦,实现人民对美好生活的向往提供有力的技术保障。/ppbr//pp  strong相关链接/strong/pp  span style="color: rgb(0, 112, 192) "人物档案/span/pp span style="font-family: 楷体,楷体_GB2312, SimKai " 庞国芳,中国工程院院士,中国检验检疫科学研究院研究员,中国食品安全国家标准审评委员会副主任,中国国家食品安全风险评估专家委员会副主任,AOAC资深专家,2014年度AOAC哈维威利奖、2017年度何梁何利基金科技进步奖获得者。30多年来始终工作在检验检疫第一线,致力于食品科学检测技术理论与实践的研究,在农药等化学污染物残留微量分析技术领域进行了开拓性的研究工作,在研究高灵敏度、高选择性、高分辨率的多残留快速检测新技术、新方法方面 在研究新型萃取、分离、富集等样品制备新技术、新方法方面多有创新。在检测技术标准化工程化方面颇有建树,研究建立了139项国家技术标准和3项国际AOAC标准。3次荣获国家科学技术进步二等奖,8次荣获国际AOAC科学技术奖。论著19部(3000万字),论文110多篇(其中40篇SCI论文)。/span/pp  span style="color: rgb(0, 112, 192) "中国检科院简介/span/pp span style="font-family: 楷体,楷体_GB2312, SimKai " 中国检科院是国家设立的公益性中央研究机构,2004年建院,其前身是成立于1954年的农业部植物检疫实验所和成立于1979年的中国进出口商品检验技术研究所。主要任务是开展检验检疫应用研究,以及相关基础、高新技术和软科学研究,着重解决检验检疫工作中带有全局性、综合性、关键性、突发性、基础性的科学技术问题,为国家检验检疫决策和检验检疫执法把关提供技术支持,为质量安全科普教育及社会实践培训提供社会服务。/span/ppspan style="font-family: 楷体,楷体_GB2312, SimKai "  中国检科院始终紧密服务国家和经济社会发展全局,在防控SARS、甲型流感、埃博拉病毒、中东呼吸综合征和登革热以及在应对输欧米制品转基因、输日水饺中毒、三聚氰胺奶粉、农夫山泉、双汇瘦肉精、日本核辐射、台湾食品“起云剂”、“地沟油”等一系列突发事件中发挥了重要的科技支撑作用,为2008年北京奥运会、2010年上海世博会、2014年南京青奥会、2016年杭州G20峰会、“一带一路”论坛等重大活动的食品安全检测和生物反恐提供了重要的技术保障,为汶川、玉树地震灾区防疫、食品安全检测以及灾后重建工作做出了重要贡献。多年来,为社会提供了大量公正、权威、精确的检测技术服务,在促进国际贸易便利化、维护消费者生命财产安全、保障国门安全、保护国家生态安全等方面发挥了重要作用。/span/p
  • 沃特世推出全新RADIAN ASAP直接分析型质谱检测器,助力实验室轻松获取质谱数据
    只需基本的专业知识和简单的样品前处理即可迅速完成样品分析,提升操作效率与竞争优势沃特世公司(纽约证券交易所代码:WAT)近日隆重推出RADIAN ASAP系统。这款直接分析型电离质谱检测器专为非质谱应用专家而设计,只需简单制备样品,即可快速、准确地分析各种固体和液体。RADIAN ASAP系统不仅设计紧凑、质量可靠、操作快速简便,同时还具备强大的实时数据可视化软件功能,有助于制药、法医学、食品分析、化学品和材料,以及学术研究等众多领域的分析实验室提升竞争优势,迎合各种应用需求。 Waters RADIAN ASAP直接分析型质谱检测器沃特世公司质谱产品管理高级总监Gary Harland表示:“随着实验室之间的竞争加剧,如何在获取高质量结果的同时缩短样品周转时间变得尤为关键。如今,想要从激烈的竞争中脱颖而出,像直接分析型质谱这样功能全面、操作简单、分析速度快且性能可靠的技术是实验室必不可少的。RADIAN ASAP系统成功克服了过去引进质谱技术时难以解决的诸多困难,可以无缝部署到现有的实验室环境中,即便只接受过有限LC-MS操作培训的人员也可以快速获取准确结果。”突破重重障碍,实现快速高效的质谱分析Waters RADIAN ASAP系统将久经验证且稳定可靠的单四极杆质谱技术与专用的大气压固相分析探头(ASAP)离子源相结合,样品上样后数秒内即可出结果。气态分析物分子在N2等离子体中电离,然后被导入仪器,根据其质荷比进行分离。用户不再需要预先进行色谱分离,在1分钟之内就能获得实时样品分类和质量评估结果,从而有效地节省了过去耗费在样品制备上的时间和资源。英国特丁顿Eurofins Forensic Services的药物分析专家Ryan Francis与沃特世和LGC合作评估了RADIAN ASAP的系统性能。Ryan介绍说:“通过建立RADIAN ASAP的β模型,我们发现这是一款功能强大的物质分类鉴定和筛查的工具。它的出现充分证明了像沃特世这样追求技术创新的企业与科学界深度合作,必将不断突破极限,研发出适用且可靠的技术。”RADIAN ASAP系统可兼容多种沃特世软件解决方案,包括OpenLynx、MassLynx、IonLynx和LiveID。值得一提的是,在推出RADIAN ASAP系统的同时,沃特世还发布了新版本的LiveID软件 — LiveID 2.0。新版LiveID软件延续了样品分类和真伪鉴别所用的建模功能,具有直观、现代化的用户界面,能给出简单易懂的结果。此外,该软件又新增了实时谱库匹配功能,通过匹配样品谱图与存储在软件谱库中的参比谱图来鉴定样品化合物。 广泛的应用领域RADIAN ASAP系统的自动化设置功能、精简的工作流程和操作方式、低培训需求等特点,能帮助实验室在不牺牲分析性能的情况下,充分满足日益增长的分析需求。该系统尤其适用于以下领域:• 制药:轻松获取质谱数据,实时评估反应进程和鉴定纯化组分;• 法医学:通过比对已知化合物库,快速、可靠地鉴定违禁药物; • 食品和饮料:供应商和监管机构可用于检验产品真伪和安全性、判断产品是否掺假或变质,从而帮助提升食品行业诚信度;• 化学品和材料:通过例如材料放行检测或配方性能检测,简化质量控制和产品开发流程; • 学术研究:为学术研究实验室提供稳定可靠的教学和方法开发解决方案。RADIAN ASAP系统由沃特世(新加坡)研发,目前已面向全球供货。如需深入了解直接电离质谱分析技术在法医学领域的应用价值,敬请观看SelectScience网络研讨会:使用直接电离质谱技术进行实时法医学药物分析(可点播观看)。其他参考资料• 访问沃特世网站获取更多有关RADIAN ASAP系统的信息;• 阅读《美国质谱学会杂志》文章,了解更多有关RADIAN ASAP系统的信息。
  • DSC数据处理——基线的校正
    p  多位专家基于大量的科研文章审稿经验,发现了部分文章存在以下问题:/pp  1. 制图不规范、不完整,没有充分利用测试结果给予的信息(无温度、失重率、热量等标出)/pp  2. 无再现性说明(严格讲要5次)/pp  3. 样品制备和鉴定方面:样品错了,结果不对 样品纯度没有使用物质的量表示 未提及使用何种方法 晶体没有纯晶体数据 高压液相、质谱等,滥用元素分析。/pp  4. 实验条件的选择不合适/pp  5. 操作不规范/pp  具体到DSC分析测试结果中,出现了3个需要注意的问题:/pp strong 1. 基线需要修正/strong/ppstrong  /strong一般来说,基线应该是水平的。但实际由于样品受热,热容的改变,曲线向上或向下是正常的。/pp style="text-align: center "  img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 400px height: 260px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/201906/uepic/515a1850-eec0-4722-b787-62f0121ec454.jpg" title="627-1.png" alt="627-1.png" width="400" height="260" border="0" vspace="0"//pp style="text-align: center "img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 400px height: 269px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/201906/uepic/f0f92f9c-f771-4e52-8c97-f04cf60ae9e8.jpg" title="627-2.png" alt="627-2.png" width="400" height="269" border="0" vspace="0"//pp  /pp  对于实际测得的DSC结果,基线的修正是很有必要的,基线修正的意义在于:/pp  (1)确保系统的稳定性和可靠性良好, 测量重复性高并且具有极高的灵敏度。/pp  (2)基线处理方法的应用使得所获得的实验数据更加精确, 可靠性更强,从而为进一步的实验和分析工作可奠定良好基础, 提供有利的保障。/pp  (3)每次实验的进行都应该进行基线的测量和相应的处理, 才能确保科学研究的严谨性和合理化./pp style="text-align: center "  img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 400px height: 342px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/201906/uepic/8de4e80b-5324-4bcb-8be0-8c9d63c3391c.jpg" title="627-3.png" alt="627-3.png" width="400" height="342" border="0" vspace="0"//pp  strongDSC基线如何修正?/strong/pp  一般,DSC仪器自带的软件都具有基线校正、数据曲线平滑等功能。/pp  TA 仪器设计了一种新的具有独特的内部 TzeroTM 参比温度的DSC 传感器, , 可检测到仪器不对称并在其测量电路中进行补偿。利用 TzeroTM 技术可以用含四个项的热流方程以及独特的电池校准技术消除由DSC 传感器的轻微不对称导致的基线失真问题的影响。其结果是真实地表示进出样品的热流信号本身, 不受仪器系统的影响。/pp style="text-align: center "img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 400px height: 295px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/201906/uepic/b2927d59-e8da-41a1-83a4-b81a17ae6b82.jpg" title="627-4.png" alt="627-4.png" width="400" height="295" border="0" vspace="0"//pp style="text-align: center "img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 400px height: 259px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/201906/uepic/3dc65ef6-86fd-4ed0-a5e0-2da20129e01a.jpg" title="627-5.png" alt="627-5.png" width="400" height="259" border="0" vspace="0"//pp style="text-align: center "img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 400px height: 371px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/201906/uepic/9e6fdb1f-767f-4f93-9bb2-cd35b526b90c.jpg" title="627-6.png" alt="627-6.png" width="400" height="371" border="0" vspace="0"//pp style="text-align: center "img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 400px height: 227px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/201906/uepic/66758c8f-97f8-4236-9886-5e6204537bae.jpg" title="627-7.png" alt="627-7.png" width="400" height="227" border="0" vspace="0"/img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 400px height: 329px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/201906/uepic/d982f393-083a-4331-960f-f08adb5be82b.jpg" title="627-8.png" alt="627-8.png" width="400" height="329" border="0" vspace="0"//pp  strong基线漂移对DSC曲线采样信号的特征信息准确提取带来很大困难,那么实验后期基线的修正是否可行呢?/strong/pp  现在很多仪器公司利用小波变换的良好分辨率分析特性,或者曲线拟合法以及FIR和IIR滤波的方法,提出基于多分辨率分析的DSC基线漂移矫正算法,并编程,使用软件“平滑”实验曲线。/pp  专家以为这是不妥的。因为这样的处理很易丢掉小的峰形、改变原先的峰形,造成失真。/pp style="text-align: center "img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 400px height: 258px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/201906/uepic/1fc4970b-81c3-4ee1-a765-b07168be7b1a.jpg" title="627-9.png" alt="627-9.png" width="400" height="258" border="0" vspace="0"//pp style="text-align: center "  strong国产RD496-2000型热量计使用了矫正/strong/pp  对反应前后基线不变或变化甚微的热谱,一般不作基线移位热动谱峰面积的校正。对反应前后基线变化的热谱,都作基线移位热动谱峰面积的校正。/pp  strong2.人为取点位置(同样样品,结果的曲线取点温度范围)应统一/strong/pp  取点方法不同,DSC测试得到的结果也会产生很大的不同。现在比较常用方法是切线法外推出对应的温度。/pp style="text-align: center "img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 400px height: 267px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/201906/uepic/bfed997d-25b4-4b40-bfda-850e8595fa19.jpg" title="627-10.png" alt="627-10.png" width="400" height="267" border="0" vspace="0"//pp  strong3.应该建立物质测定的统一标准/strong/pp  对于一个同样的样品,即便做到操作规范,但结果也往往不一致,原因是多因素对实验结果的影响,比如升温速率、气氛、样量、坩埚… … /pp  因此,为了确保实验的重复性和可靠性,对实验过程的基本要求是:操作要规范,测定要准确,解析要合理,结果要全面。/pp  /pp  参考文献/pp  张均艳, 李成栋, 田学雷. 山东大学学报(工学版), 2002, 32(6): 552/pp  夏郁美, 韩 莉, 王世钧. 分析测试技术与仪器, 2014, 20(1): 52/pp  致谢:本文由西北大学教授高胜利所提供相关资料经编辑整理撰写而成,特此致谢!/p
  • 华大科技发布数据挖掘系统“Dr.Tom 质谱云”
    p style="line-height: 1.5em text-indent: 2em margin-bottom: 10px "近日,华大科技质谱业务部正式发布“Dr.Tom 质谱云”交互式数据循环挖掘系统。该系统与Dr.Tom一脉相承,是一款专为“零生信基础”的科研工作者设计的质谱数据分析系统,能够帮助工作人员快速进行的蛋白、代谢数据的分析与循环挖掘。/pp style="line-height: 1.5em margin-bottom: 10px "  “Dr.Tom 质谱云”具备以下功能特性:/pp style="line-height: 1.5em margin-bottom: 10px "  1、 质谱项目结题报告& 数据便捷交付/pp style="line-height: 1.5em margin-bottom: 10px "  2、 质谱定量数据高效筛选和循环挖掘/pp style="line-height: 1.5em margin-bottom: 10px "  3、 9项常用专业质谱生信分析功能/pp style="line-height: 1.5em margin-bottom: 10px "  4、 功能延展性/pp style="line-height: 1.5em text-indent: 2em margin-bottom: 10px "“Dr.Tom 质谱云”从数据报告易懂性、筛选条件可调整、通过生信分析功能一键作图以及功能延展性等方面作了升级优化,使用户数据交付体验更好。/pp style="text-align: center text-indent: 0em "br//pp style="text-align: center "img width="550" height="253" title="微信图片_20190807102129.jpg" style="width: 550px height: 253px max-height: 100% max-width: 100% " alt="微信图片_20190807102129.jpg" src="https://img1.17img.cn/17img/images/201908/uepic/a6e3d33b-8aba-4556-987e-0e87f1c079f9.jpg" border="0" vspace="0"//pp style="text-align: center "操作系统界面/pp style="text-align: center "图片来源于网络/pp style="margin-bottom: 10px "  Dr.Tom 回顾/pp style="text-indent: 2em margin-bottom: 10px "2018年8月,华大自主研发的交互式数据挖掘系统Dr.Tom上线,转录组数据分析进入新时代。/pp style="text-indent: 2em margin-bottom: 10px "2019年5月,Dr Tom 2.0——多组学交互式数据挖掘系统上线,帮助生物信息分析人员快速掌握数据处理技能。/pp style="margin-bottom: 10px " 消息来源:华大科技BGITech/p
  • 重磅!赛默飞中药成分高分辨质谱数据库OTCML正式发布!
    化合物鉴定效率低下在中药研发过程一直是个难题,想要使鉴定效果立竿见影,除了需要优质的仪器设备之外,如能有个涵盖全面、高精质量的数据库掌握在手,是否能够成为研发人员的福音呢?请看赛默飞如何携手清华大学实现这一点: 研究背景随着质谱技术的不断发展,尤其是利用高分辨质谱能够准确获取待测物质荷比,适用于复杂样品中多种化合物的同时高选择性分析,具有检测灵敏度高、动态范围宽的特点,因此,其在化合物定性研究领域越来越受到广大学者欢迎。需要注意的是,虽然通过高分辨质谱技术,可以直接观测到化合物的保留时间、质荷比、同位素分布和碎片离子信息,但是在进行结构推导时需利用大量文献检索和分析人员的经验才能完成,导致化合物鉴定效率低下。 为了解决质谱结构推导问题,帮助研究人员快速准确鉴定中药成分,赛默飞世尔科技与清华大学药学院药物发现平台合作,以《中国药典》2015年版(一部)收录的中药材为参考,利用Thermo Scientific静电场轨道阱 (Orbitrap) 高分辨质谱平台,采用特定的色谱-质谱采集方法,完成了1200余种中药化合物对照品的一级和碎片质谱图采集,获得了7千多张目前市面上最高质量的二级质谱图。可实现中药及天然产物成分的快速准确表征。 01赛默飞中药高分辨数据库简介数据库收载化合物来源于将近430种常见植物药、动物药、濒危物种和药食同源物种,涵盖所有常见的中药成分类型,如苯丙素、醌、黄酮、萜、甾体、生物碱、酚酸和其他类等。在数据处理软件TraceFinder和Compound Discoverer (CD) 的帮助下,根据化合物的保留时间、不同加和离子的质荷比、同位素丰度、碎片离子等信息可对原始数据进行数据库检索并综合打分,从而快速鉴定化合物的结构。该数据库的优势在于:①采用特定数据采集系统,获得相对固定的化合物保留时间,可为鉴定化合物同分异构体提供帮助;②Orbitrap高分辨质谱仪具有分辨率高、质量精度高、稳定性好等特点,有力保障了数据库谱图质量;③添加了常见的植物基源,可对特定中药的成分进行快速筛选;④各化合物均添加了CAS ID 、ChemSpider ID 和PubChem ID ,可以链接至相应网站做结构查找。02样品采集系统本数据库基于超高效液相色谱-静电场轨道阱高分辨质谱 (UHPLC-Orbitrap HRMS) 平台。可适用于Q Exactive系列、Fusion系列高分辨质谱所采集的数据检索。03数据库界面展示本数据库分别基于TraceFinder软件和谱图管理软件mzVault进行搭建,得到可用于高通量快速筛查的Database和可用于实际谱图匹配的Spectral Library。图1 基于TraceFinder软件平台的Database界面图2 基于mzVault软件平台的Spectral Library界面04数据库应用领域该高分辨数据库结合Thermo Scientific已有的在线高分辨数据库mzCloud,使得赛默飞在中药成分鉴定、有害残留控制和植物代谢组学等研究领域的解决方案更加完善。图3 赛默飞中药成分鉴定解决方案图4 赛默飞植物代谢组学解决方案 特别鸣谢OTCML数据库凝聚了清华大学药学院药物发现平台各位老师的倾情奉献与汗水,特此鸣谢为该数据库做出卓越贡献的科学家们:丁怡:教授,清华大学药学院药物发现平台主管;侯朋艺:博士,赛默飞世尔科技生命科学质谱应用专家;艾静雅:清华大学药学院药物发现平台质谱应用工程师;庞欢欢:清华大学药学院博士后;其他参与数据库建立工作人员:宋词(清华大学药学院) 更多详情,请关注“赛默飞色谱与质谱中国”公众号。
  • Empower控制质谱使用小贴士(六)| 以旧换新进行时
    每周两分钟,见证您成为Empower/质谱小达人! 前面我们更新了5篇单四极质谱使用小贴士: (I)采集和处理SIR(2D)和MS all Scan(3D)数据 (II)结合紫外谱图查看相关质谱信息 (III)查看信噪比并对谱图进行平滑 (IV)如何理解含噪TIC图的成分检测算法(CODA) (V)Empower中针对QDa的质量分析窗口 大家是否已经学会了呢? 本期,我们继续来学习在Empower中如何提取QDa数据的色谱图和质谱图。 如果您已经熟悉在"Review"主窗口中工作,那么就知道如何从3D数据中提取色谱图和光谱。一旦您进入"Mass Analysis"窗口,就可以做同样的事情,而不必回到"Review"主窗口。 第1步: 在一张质谱图中右键点击,就可以提取一个特定质量数的色谱图,在本例中,提取的是342.05(见下图)。 第2步: 提取色谱图显示在底部作为342.05的手动提取离子流图。 第3步: 右键点击一张色谱图,可以在特定时间点提取质谱图,在本例中为1.210 min。 第4步: 提取的质谱图显示在"Spectral View"界面作为1.210 min的手动提取结果。 第5步: 窗口底部有下拉列表,允许从3D PDA或QDa数据中提取通道,就像在"Review"窗口中一样。在这个数据中我们同时有PDA和QDa数据,因此,选项中反映的是已经采集的数据。如果选择了一个PDA选项,源字段将自动填充。如果选择了一个MS选项,并且有多个MS扫描,那么将选择从哪个扫描中提取色谱图。 第6步: 例如,我们可以从3D PDA数据中提取单个波长的色谱图,在本例中为310 nm。下图为手动提取的310 nm的PDA提取色谱图。 质谱以旧换新正在进行时 今年,沃特世将推出多款新型质谱和本土化质谱产品。针对使用Waters ACQUITY QDa的老用户,我们也计划执行老客户回馈政策,在购买新机器时已于一定的价格优惠。让您使用更低的成本购买最新的机器! 针对单四极质谱产品,我们整理了MS资料礼盒,包含仪器使用原理、实用技巧、解析数据等材料,扫描上方讲座二维码,填写您的需求,可免费获得以下资料!快来申请吧! △扫码立刻报名
  • 精彩回顾 | 禾信仪器亮相广西质谱技术及生物毒素检测高峰论坛
    7月21日,广西质谱技术及生物毒素检测高峰论坛在南宁举行,本次论坛由广西分析测试协会主办,广西产研院新型功能材料研究所下属检测公司(下称“功能材料所检测公司”)协办,与质谱行业巨头沃特世公司、广州华培实验设备有限公司、广州禾信仪器股份有限公司等区内外优秀企业,共同呈现了一场高规格的交流盛宴。质谱技术与应用方面的专家学者、质谱厂商代表及相关用户共200余人参会。 本次论坛围绕质谱新技术引领、食品中有机污染物检测新方法研究等主题作了十余项精彩报告,针对用户实验中遇到的常见问题展开研讨,以互动式答疑提供解决方案。质谱生产厂商也带来最新的产品与技术,现场展示了先进仪器设备的使用。会议促进了医科大学、检测中心、研究机构、质谱仪器企业和用户之间更好的沟通和交流。 禾信仪器在论坛上展开了关于《复杂体系样品中有机物的非靶向分析》的报告。复杂样品体系涵盖环境、材料、代谢组学、食品与天然产物(中药)、香精香料、石油化工等方面,因其具有化合物众多、共流出严重、基质复杂、干扰严重等特征,所以对检测仪器的定性和定量能力提出了更高的要求。全二维气相色谱GGT 0620禾信仪器自主研发的GGT 0620是一款集合全二维气相色谱仪和飞行时间质谱仪以及全自动智能化前处理平台为一体的可有效应用于复杂样品精准定性定量的分析系统,具有极强的色谱分离能力和极灵敏的质谱分析能力。检测物种更全: 峰容量较一维GC-MS方法提高10倍以上,一次进样可分离并检测出上千种物质;灵敏度提高5-10倍,痕量物质不漏检。定性结果更精准: 飞行时间质谱超快采集速度全谱采集,500谱/s(同类产品最高),确保超窄色谱峰的完整呈现,提高检测准确性;可结合双检测器,实现定性定量同时分析。适用场景更广:使用新型固态热调制器,无需使用制冷剂,体积小巧,即插即用,操作简单,使用场景可从实验室扩展到车载、现场在线监测。数据处理更智能: 海量数据自动处理,分类、对比、鉴定,极大提高效率;集成化的采集操作软件,操作简单;可满足定制化需求,支持在线处理模块定制、电离源定制。2021年4月19日,GGT 0620凭借出色的性能品质、广泛的应用脱颖而出,成功入选《2020年广东省名优高新技术产品名单》。气相色谱质谱联用仪GCMS 2000禾信仪器推出的便携式气相色谱质谱联用仪GCMS 2000在会上也吸引了众多专家的目光。仪器将低热容快速气相色谱技术和先进的线形离子阱质量分析器技术相结合,充分发挥了色谱分离效率高和质谱定性能力强的优势,能够快速地对事故现场的有机污染物进行准确定性和定量检测。精准:内标校正,可实现固液气多种基质、浓度从PPT至PPM的样品检测,准确分析上百种挥发性有机物。快启:冷启动15min进入检测状态,单次分析时间小于4min,现场直接得到定性定量结果。持久:连续监测达2小时以上,待机4小时以上;支持在线更换电池,无需关机。便携:可单人携带,无需外部电气供给,移动性强。会议期间,禾信仪器展位人气满满,吸引不少客户和经销商对禾信仪器的产品进行咨询和了解。创新发展赢未来,分析科学承担当。科学仪器是高端制造业和工业的基础支撑,也是科研技术水平的体现。在本次研讨会中,大家围绕质谱探讨生物毒素的最新检测技术,碰撞出不同的思维火花。
  • 核磁共振技术结合色谱-质谱方法助力沸石分子筛催化丙烷芳构化反应机制研究取得突破
    近日,中国科学院精密测量科学与技术创新研究院研究员徐君、邓风科研团队, 在沸石分子筛催化丙烷芳构化反应机制研究方面取得重要进展。该团队利用原位固体核磁共振技术,探索镓(Ga)修饰ZSM-5分子筛(Ga/ZSM-5)催化丙烷转化制芳烃过程,发现环戊烯碳正离子中间体,并实验证实该碳正离子可作为活性“烃池”物种催化丙烷生成轻质芳烃(苯、甲苯、二甲苯)的转化机制。相关研究成果以Unraveling Hydrocarbon Pool Boosted Propane Aromatization on Gallium/ZSM-5 Zeolite by Solid-State Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy为题,发表在《德国应用化学》上,并被遴选为Hot Paper。  甲烷、乙烷和丙烷等低碳烷烃在地球上储量丰富,直接将低碳烷烃催化转化为附加值较高的烯烃、芳烃等化工产品,可替代目前依赖于石油的化工生产路线,具有重要的应用价值。Ga修饰的分子筛在丙烷芳构化反应中表现出较高反应活性,丙烷在催化剂上的转化涉及复杂的反应网络,尽管已有较多研究,而对丙烷芳构化反应机理目前尚未有明确认识,在一定程度上阻碍了此反应过程的工业化应用。  研究团队采用原位固体核磁共振技术结合色谱-质谱方法,剖析了Ga/ZSM-5分子筛催化丙烷芳构化反应过程,在间歇与流动反应条件下观察到重要中间体环戊烯碳正离子的生成及转化过程。研究表明,在间歇反应过程中,丙烷芳构化反应为自催化反应,包括初始期、诱导期及结束期三个阶段。反应过程中生成的环戊烯碳正离子可作为“烃池”物种,促进丙烷的转化,从而加速反应进行。在流动反应过程中,12C/13C同位素交换的固体NMR实验进一步揭示了环戊烯碳正离子是高活性的“烃池”物种,可促进丙烷的转化。科研人员基于实验结果构建了Ga/ZSM-5分子筛上丙烷芳构化反应机制,丙烷在分子筛上脱氢形成初始烯烃物种,该过程反应速度较慢。初始烯烃进一步生成环戊烯碳正离子,在接下来的过程中,环戊烯碳正离子自身可以转化为芳烃产物,环戊烯碳正离子能够通过夺取丙烷分子上的氢负离子(hydride)而加速其脱氢过程,进而促进芳烃的生成。该研究揭示了分子筛上丙烷芳构化机制,将为丙烷芳构化反应的工业化应用提供重要指导。  研究工作得到国家自然科学基金、中科院、湖北省科技厅及中科院青年创新促进会的支持。
  • 生活饮用水新国标解读:大幅增加质谱相关检测方法
    6月28日,由仪器信息网和e路学院共同主办的“第八届水质分析技术”网络研讨会与线上盛大开幕。本次大会围绕给水和排水两大主题,聚焦饮用水质量检测(解读5750新国标)、地表水水源地监测、智慧供水与排水、污水检测与处理技术等。多位专家大咖齐聚线上,深度交流行业热点,共话未来水环境高质量发展之道。本次大会报名火爆,吸引到众多来自水务、环保、疾控、科研、政府等不同领域的听众参会。据了解,《生活饮用水标准检验方法GB/T 5750-2023》已于2023年3月17日发布,并将于10月1日实施。此前在2022年,《GB 5749-2022 生活饮用水卫生标准》也早已正式实施,规定了生活饮用水水质要求、生活饮用水水源水质要求、集中式供水单位卫生要求等。关乎民生的水质新标准中涉及到哪些新增检测方法?聚焦于此,本次大会特别开设了 “饮用水新国标技术解读”专场。其中,中国疾病预防控制中心环境所主任/研究员张岚分享了《新国标要求下供水水质检测方法发展新趋势》。报告指出,本次的新标准进一步强化了质量控制的要求、进一步丰富了样品前处理方法、进一步扩充了质谱技术的应用、进一步强调了绿色发展的理念、进一步融入了自动化检测方法、并强调配套性的同时体现了前瞻性。特别值得关注的是,在2023版新标准增加的水质检测方法中,以质谱技术相关的方法居多,涉及质谱技术的检测方法由2006版旧标准的3个增加至本次的28个。其中气相色谱质谱法由原有的2个增至14个,新增1个气相色谱串联质谱法、1个液相色谱质谱法,同时增加了11个液相色谱串联质谱法。张岚表示,这些新增的检测方法不仅提高了检测结果的准确性和有效性,更重要的,是将检测工作向高通量方向进一步推动,从而提高了工作效率。未来,高通量检测、自动化检测等方法预计还会得到进一步发展。哈尔滨工业大学深圳校区教授陈白杨报告题为《饮用水中卤乙酸检测新国标方法技术对比及未来趋势》。报告提到,GC法样品前处理的过程中包括液液萃取、衍生化、中和样品等步骤。报告指出,在一氯乙酸。一溴乙酸等卤乙酸的检测过程中,由于其浓度较低,尚存在诸多难题,如检测易受常见阴离子干扰(如Cl-,SO42-,NO3-)、方法检出限较高(在ug/L级别)。目前常用高级IC法检测HAAs,如离子色谱联用电喷雾串联质谱、二维离子色谱、单泵柱切换离子色谱等。下午的“地表水及水源地监测”专场,云南省生态环境厅驻昆明市生态环境监测站正高级工程师刘丽萍进行了报告《云南省十四五环境监测探讨》,天津市生态环境监测中心正高级工程师关玉春对《水质 丙烯酸的测定 离子色谱HJ 1288—2023》进行了技术解读,清华大学环境学院助理研究员程澄进行了报告《水质荧光指纹污染溯源技术在跨界断面污染监管中的应用》。6月29日,大会还将继续。报名速戳》》》https://www.instrument.com.cn/webinar/meetings/wateranalysis2023.html06月29日上午 污水检测与处理技术专场09:30--10:00在线水质监测技术研究进展赵友全天津大学精密仪器与光电子工程学院 教授10:00--10:30TOC分析仪在水环境有机物检测中的应用高婷上海元析仪器有限公司 化学应用工程师10:30--11:00污水处理厂仪表、控制与自动化的发展与应用翟家骥原北京北排水环境发展有限公司水质检测中心 技术主任/高级工程师6月29日下午 智慧水务专场主持人 周珉 (上海化学工业区中法水务发展有限公司 水研究中心主任)14:00--14:30水务数据治理与应用的思考白瑶阿里云计算有限公司 自然资源行业-水务架构师14:30--15:00市政污水的工艺过程监测及RTC方案介绍晏章华哈希水质分析仪器(上海)有限公司 高级应用工程师15:00--15:30常熟污水管网的智慧化养护管理王福忠江苏中法水务股份有限公司污水分公司 管网技术总监/高工15:30--16:00以水平衡为核心的智慧水厂探索-上海南市水厂智慧化项目陈会娟上海西派埃智能化系统有限公司 创新研发部经理/高级工程师16:00--16:30浅谈水务行业的数字化使命和方向索学越北控水务(中国)投资有限公司 智慧规划经理报名速戳》》》https://www.instrument.com.cn/webinar/meetings/wateranalysis2023.html
  • 云检医学完成B1轮融资,推进质谱蛋白组学与大数据驱动开发平台
    云检医学集团(以下简称“云检医学”)宣布,阿斯利康中金医疗产业基金完成对公司B1轮的独家投资。本轮融资主要用于进一步扩充公司妇幼产品线及癌症检测产品研发管线,并持续推进各产品线在中美两地的注册生产、商业化落地和国际市场的开拓。云检医学是新一代基于蛋白和代谢组学标记物发现技术的平台公司。自2015年成立以来,公司建立了独特的由医学假设驱动,基于质谱蛋白组学与大数据驱动的分析平台,缩短了传统方法发现疾病标记物的周期,并根据标记物特点适配相应的临床诊断平台,实现了快速产品化的闭环路径。目前,公司正在中美日等地快速推进女性及孕期健康、儿童罕见疾病检测,癌症精准诊断和复发监测和代谢类疾病创新检测领域IVD/LDT产品的注册和商业化。云检医学的平台技术创新来源于斯坦福大学医学院背景的研发团队逾19年的积累。创始团队具有在药物开发、疾病生物标志物发现、临床转化和诊断、大数据疾病模型和数据安全等领域丰富的经验。目前,公司已在美国马里兰州、加州、上海、天津、成都等地建立中美双研发中心和GMP工厂,并在马里兰州拥有由美国病理学家学会和美国临床实验室委员会双认证的CAP/CLIA临床实验室。同时,天津云检医学检验实验室取得了国内医疗机构执业许可证,通过双盲对比实验,相关检测项目达到CAP 同等的检测质量水平。在刚刚结束的无锡太湖湾生命健康未来大会上,云检医学宣布与阿斯利康在蛋白质组学和代谢组学领域开展探索性研究合作,包括但不限于基于质谱靶向技术检测药物开发中常见的创新药物靶点。云检医学将为阿斯利康提供质谱驱动的创新药物开发伴随诊断检测,助力精准确定更有效的患者群体和优化临床试验方案。云检医学联合创始人兼首席执行官陈利民先生表示:“作为一家以创新为驱动内核的高科技企业,云检医学始终致力于严肃医疗领域为临床、为患者提供更好的医疗产品和服务。云检医学依托斯坦福大学团队的技术积累和在海外成功运营经验,已经构建了深厚的技术基础和丰富的产品管线,致力于在全球范围内提供妇幼及癌症筛查检测跟踪解决方案。站在新始点,云检医学不仅追求商业化的成果,更致力于探索和实践‘人工智能+多组学检测’的中国路线,让各管线产品融入‘健康中国行动’的大战略。衷心感谢阿斯利康对云检医学的信任和支持,我们希望与投资人以及合作伙伴携手前行,共同成长。”云检医学完成B1轮融资,推进质谱蛋白组学与大数据驱动开发平台阿斯利康中金医疗产业基金董事总经理,阿斯利康中国副总裁、战略合作与业务发展部负责人陈冰先生表示:“尽管质谱平台已在海外科研领域成功商用多年,其在中国临床诊断领域的应用大多限制在传统标志物,市场渗透率也受制复杂的前处理流程。云检医学基于其在组学数据和疾病模型领域的多年积累,搭建的‘质谱蛋白组学与大数据驱动的开发平台’使传统的科研型质谱平台重新焕发了生命力。云检医学美国研发团队已与阿斯利康全球转化医学团队多次合作,我们对公司与阿斯利康中国即将开展的探索性研究合作非常期待。“中金资本总裁,阿斯利康中金医疗产业基金执行事务合伙人委派代表单俊葆先生表示:“云检医学拥有先进的技术、强有力的团队和丰富的产品管线。公司发展至今,已有足够的能力为临床提供精准可及的多种解决方案。我们相信,在科学家团队的带领下,公司将持续引领‘人工智能+多组学检测’行业的发展,造福更多的肿瘤、妇幼等多疾病领域的患者。我们相信云检的国际视野,学术前瞻性,和研发实力将为临床源源不断输出更多更好的诊断工具,使更多患者受益。非常荣幸参与本轮融资,我们将充分调动基金的产融资源,全方位支持公司未来的发展。”关于阿斯利康中金医疗产业基金阿斯利康中金医疗产业基金是由阿斯利康与中金资本联合发起,专注于医疗健康产业投资的私募基金。融合阿斯利康全球的产业优势以及中金资本丰富的资本运作经验,基金聚焦于生物医药、医疗器械、诊断服务、数字医疗等投资领域,致力于汇聚产融资源,为企业及投资伙伴提供双向全周期赋能,共同助力中国医疗健康产业创新发展。
  • 食品安全高峰论坛:“食品安全的状况、应对和技术保障”主题论坛
    “2010第三届国际食品安全高峰论坛”主题论坛:食品安全的状况、应对和技术保障  仪器信息网讯 2010年4月15日下午,在北京食品学会、北京食品协会主办的“2010第三届国际食品安全高峰论坛”上,举办了以“食品安全的状况、应对和技术保障”为主题的论坛活动,现对其作概要报道,内容如下:报告人:中国计量科学研究院生物、能源与环境研究所副所长王晶博士报告题目:食品安全及检测数据有效性保证  王晶博士主要介绍了食品安全性、食品安全检测体系、检测结果有效性保证、食品安全全球质量保证体系等方面的内容。王晶博士指出,目前,所有食品安全危害因素中,化学危害最为主要,其次是微生物危害,此外,国际上对过敏源危害也相当重视。在食品安全危害因素分析中,结果有效性及可靠性非常重要,而获得有效结果的原则是:首先,一个有效结果应该准确可靠;其次,可靠的结果必须是可比的;再次,可比的结果还必须是可溯源的。要得到有效的数据,标准不可避免。报告人:河南工业大学化学化工学院范璐教授报告题目:识别植物油脂的近红外方法开发  范璐教授主要介绍了两个方面的内容:近红外光谱识别9种植物油脂方法研究、近红外光谱识别调和油脂方法研究。在识别植物油脂的方法研究中,采用如下研究技术路线:收集不同油脂样品、采集近红外光谱、光谱处理以及平滑、标准化、导数。通过CLU(claster)-PCA分析及NIR-SIMAC数据处理方法,建立了9种以上植物油脂近红外识别方法。而在二元及三元调和油的近红外识别研究中,均采用SIMAC方法,识别准确率可达到100%,能识别调合油比例1%以上的调和量。范璐教授提到,在这些研究中,使用了瑞士步琪NIRFlex N-500型近红外光谱仪,由于该仪器带有温控系统,方便了其进行油脂样品的研究。报告人:中国CDC营养与食品安全所刘秀梅研究员报告题目:国内外食品安全微生物标准研究与探讨  刘秀梅研究员介绍了以下几部分内容:重要的微生物标准相关Codex文件,国际标准CAC/GL 21-1997(《食品微生物标准制定和应用准则》)的修订目的及主要涉及内容,国际食品微生物标准委员会(ICMSF)的工作职责及其重要地位,我国食品微生物国家标准的制定情况,ICMSF微生物标准采样方案,以及乳品及婴幼儿食品中的微生物标准情况。最后指出,微生物标准的内容和含义仍有待深入探讨。刘秀梅研究员透露,我国即将颁布10个微生物相关的标准,相关人员可密切关注。报告人:中国农业科学院农产品加工研究所所长魏益民教授报告题目:食品安全研究的优先领域与重点  魏益民教授从“农田到餐桌”的整体概念、风险分析、透明性原则、法规评估效应四个方面介绍了食品安全学原理,随后介绍了食品危害物及其分类、食品安全的科学与技术支撑。之后,魏益民教授介绍说,其认为食品安全研究的优先领域包括:食品危害物的风险评估与评估机制、食品危害物的检测方法与标准、食品安全监测与控制体系、食品安全教育及公众交流等。报告人:谱尼测试科技(北京)有限公司崔圆圆女士报告题目:浅析中国食品安全发展  崔圆圆女士介绍了影响食品安全的危害性因素、食品安全检测项目,以及谱尼测试在食品安全检测方面的服务内容:具有检测食品本身、食品环境、食品接触材料的资质和能力。此外,谱尼测试还取得了诸多成绩,如2008年成为奥运食品安全应急预案的指定承检实验室,与各地多家工商局保持了长期的合作等。报告人:上海胜邦质量检测有限公司(STR)技术总监 梁洪卉博士报告题目:食品安全与检测  梁洪卉博士首先回顾了21世纪来我国发生的重大食品安全事件,随后介绍了食品溯源的定义及基本要素、食品召回的定义、食品安全检测项目的分类等。之后简要介绍了上海胜邦质量检测有限公司(STR):作为独立的国外第三方实验室,是FDA注册实验室,2006年12月开始对外进行食品检测,可检测食品、保健品等样品,具备检测农残兽残、禁用限用物质、非致病菌及致病微生物的能力等。报告人:赛默飞世尔科技卓越客户服务中国区副总裁兼科学仪器事业部总经理孙建一先生报告题目:为食品安全提供创新的全面解决方案  孙建一先生介绍说,赛默飞世尔科技具有丰富的产品线,通过不同的产品组合全方位服务于食品安全,如:其气相、液相色谱及质谱用于农药、病原体/毒素、有机污染物检测,高分辨气质联用仪用于二噁英分析,电感耦合等离子体质谱仪等产品用于重金属及无机污染物分析等。孙建一先生还重点介绍了赛默飞世尔科技Orbitrap质谱仪在食品安全分析中的优势,如在没有标准物质的情况下可以进行快速高通量筛选、适于复杂污染物分析或结构鉴定等,并且是对现有手段的补充。报告人:沃特世科技(上海)有限公司消耗品部/分销经理张洪妍女士报告题目:沃特世(Waters)公司最新食品安全应用解决方案  张洪妍女士简要介绍了沃特世公司液相色谱及化学品技术的发展历程,随后着重介绍了沃特世公司包括Oasis吸附剂技术在内的固相萃取技术以及三个色谱柱技术平台:超纯硅胶色谱柱,如SunFireTM;极性化合物专用色谱柱,如AtlantisTM T3;杂化颗粒色谱柱,如ACQUITYTM、XTerraTM。最后介绍了沃特世公司食品安全检测的解决方案:在样品前处理阶段可应用其固相萃取产品,然后利用其高分辨质谱(UPLC-TOF)进行快速筛查定性,或应用其UPLC-MS/MS、GC-MS/MS进行痕量定量分析。
  • 粒粒皆信息:什么是单颗粒物/单细胞ICP-MS质谱分析法?
    在使用电感耦合等离子质谱法(ICP-MS)进行分析之前,对含有颗粒状残留物的液体样品进行适当的酸消解仍是标准前处理步骤。采用此类或类似样品前处理后,所记录的ICP-MS数据也跟整体粒子数量以及种类连在一起,对需要分析要求更加精细的应用不完全满足需求。2003年,Degueldre首次证明了ICP-MS质谱法可以定量检测单个颗粒物,并引入了单颗粒物(single particle-sp)ICP-MS质谱分析的概念[1]。spICP-MS质谱分析法可以测量单个颗粒内含所有元素的质量以及总颗粒物数浓度,并且提供比其他分析技术好得多的检测极限(微克/千克)。如果有颗粒物的密度和形状信息,还可以根据spICP-MS记录的质量估算单个粒子的直径大小。单颗粒物产生的ICP-MS信号的持续时间非常短(几分之一毫秒)。如果使用扫描型质量分析仪(如四极杆或扇形场等),在毫秒尺度的瞬态信号时长内无法持续记录所有元素信息,通常只能提前选择颗粒物内的一个或两个元素进行数据采集,可能错失其他或关键信息,同时也需要耗时耗力多次重复实验来得到完整的原始数据库。而飞行时间(TOF)质量分析仪可以瞬时测量所有元素(及其同位素),从而能够测量粒子的完整多元素组分信息。如今,spICP-MS质谱分析法最常用于表征无机纳米粒子以及研究其与环境样品[2]和生物系统[3]的暴露影响。spICP-MS质谱并非仅仅限于上述这些领域。另一个引起业内关注的应用是使用spICP-MS质谱仪在线分析大气环境气溶胶中的单个微米/纳米颗粒物[4]。 单颗粒物ICP-MS质谱仪是如何工作的?单颗粒物ICP-MS质谱分析具有以下两个主要要求: 样品中的颗粒物数浓度非常低,以降低将多个颗粒物同时引入ICP-MS质谱仪的可能性 质谱质量分析仪以不到2毫秒的驻留/积累时间不间断运行,以观察持续的单颗粒物事件在实践中,我们可以将任何液体样品导入ICP质谱系统,当中一些液体样品在颗粒物传输和电离方面比其他相对更加高效。取决于采用ICP质谱仪的硬件配置,颗粒物悬浮液通常被稀释到10万-100万个颗粒物/毫升的浓度。当液体样品中的颗粒物数量足够少时,单位时间将只有一个颗粒物进入ICP系统。进入等离子系统,颗粒物将被气化、雾化和电离,形成元素离子。所生成的离子将通过多级差分压强接口从前端ICP系统导向下游质量分析仪,该减压接口用于调节ICP大气压进样口与低压(如10-6毫巴)质量分析仪之间的压力差。逐步减压过程中,系统内置离子光学元件将离子最大效率地传输到质量分析仪。质量分析仪利用电场和/或磁场在离子撞击检测器之前根据其质荷比(m/Q)对元素离子(同位素,或氧化物等)进行有效分离。所生成的质谱图显示在每个质荷比下记录的离子数量。质荷比可用于定性元素(或干扰物)类别,而信号强度则用来定量元素浓度。经ICP源后单颗粒物离子事件产生非常快速的瞬态信号(信号尖状突起),总持续时间一般只有几分之一毫秒。因此,质量分析仪的响应速度需要适配或者更快,从而完整的记录多种离子信号。如前所述,扫描型质量分析仪通常仅针对一种或两种元素,而TOF质量分析仪则能够瞬时记录单颗粒对应的整张质谱(所有质荷比),同时也包含了元素同位素和可能的氧化杂质信息。对于所记录的任何元素(基于质荷比),在瞬态单颗粒物事件持续时间内观察到的总离子信号与单颗粒物中该元素的质量成正比。ICP-MS质谱仪检测到的单颗粒物事件(瞬态信号尖峰)频率则与引入液体样品中的颗粒物数浓度成正比。值得注意的是,不包含信号尖峰的连续平滑信号区域(类似于信号时序图中的背景信号)则代表溶解在液体样品中的相应浓度信息。 为确保所记录的质谱数据包含,且只包含来自单个颗粒物的信号,质量分析仪必须以较快的数据采集效率运行[5]。随着数据采集所需时间的增加,包含两个或多个连续颗粒物信号的事件数量将会相应增加,这会导致后续结果的分析和解读产生偏差。此外,通过在高瞬时分辨率下采集数据,还可以提高信噪比(SNR):与粒子共同单位时间内噪声(对应无颗粒物事件)越少,谱图信噪比将越高,空间检测限则越好。使用spICP-MS质谱仪可实现的空间检测限与特定的元素和其同位素相关,通常在10纳米至数百纳米范围内。无论是将所记录的信号强度转换为元素质量,还是将颗粒物事件频率转换为粒子数浓度,均需要对仪器进行适当的校准。通常,基于参考颗粒物进行校准是最直接的方式,但由于缺乏这些标准颗粒物,这种方式并不直接适用。因此,Pace等 [6]提出了一种替代校准程序,即使用元素标准溶液,同时利用标准程序确定颗粒物传输效率和检测效率。许多分析实验室都在使用这种方法,但其他不同的校准概念在相关文献中也有报道 [7]。超纯水是与ICP-MS质谱仪最兼容的单颗粒物分析溶剂,提供最佳的检测限,但其并不适用于所有系统。此外,在适当样品稀释或颗粒物提取成后,也可以在更复杂的样品基质中进行单颗粒物分析[8],[9]。单颗粒物多元素ICP-MS质谱仪使用由四极杆或扇形场质量分析仪为主的ICP-MS系统进行单颗粒物分析仅限于信息相对简单的样品(比如单元素金属或个别氧化物粒子),因为这类质量分析仪只能在瞬时单颗粒物事件持续时长内记录一种或两种元素信号。相比之下,飞行时间质量分析仪(比如TOFWERK icpTOF系统)则可以记录每个单颗粒物内所有元素及其同位素信号。因此,除了报告元素质量和数量浓度外,基于飞行时间(TOF)的质谱仪还可以精准表征粒子的多元素组分,排除可能的杂质干扰。这种独特的功能对于快速增长的复合纳米粒子分析应用潜力巨大。此外,初始的简单粒子在暴露于复杂环境后经常会发生组分变化,这也使它们的特性和相互作用途径发生变化。单颗粒物多元素ICP-MS系统可以提供有效的方法用于研究这些过程。随着纳米颗粒物在日常产品应用范围和生产规模的持续增加,人们越来越担心其对环境和生命系统(包括人类)可能造成的潜在负面影响。与类似的天然源颗粒物相比,释放到环境中的工程纳米材料的浓度仍然非常低。有效检测出这些人造颗粒物对预测其未来对环境和生命系统的影响至关重要。可以想象,要在复杂的环境背景中准确识别出低浓度颗粒物非常具有挑战性。最近,相关研究人员提出使用多元素spICP-MS质谱分析法对单颗粒物进行指纹识别,提供了解决该问题的一种可能解决方法。举例来说,业界已成功运用该方法在含有天然铈粒子的复杂背景下追踪土壤中的二氧化铈(CeO2)工程纳米颗粒物[2]。延伸阅读1. Degueldre, C. and P.Y. Favarger, Colloid analysis by single particle inductively coupled plasma-mass spectroscopy: a feasibility study. Colloids Surf., A, 2003. 217(1-3): p. 137-142.2. Praetorius, A., et al., Single-particle multi-element fingerprinting (spMEF) using inductively-coupled plasma time-of-flight mass spectrometry (ICP-TOFMS) to identify engineered nanoparticles against the elevated natural background in soils. Environ. Sci.: Nano, 2017. 4(2): p. 307-314.3. Scanlan, L.D., et al., Silver Nanowire Exposure Results in Internalization and Toxicity to Daphnia magna. ACS Nano, 2013. 7(12): p. 10681-10694.4. Suzuki, Y., et al., Real-time monitoring and determination of Pb in a single airborne nanoparticle. Journal of Analytical Atomic Spectrometry, 2010. 25(7): p. 947-949.5. Hineman, A. and C. Stephan, Effect of dwell time on single particle inductively coupled plasma mass spectrometry data acquisition quality. Journal of Analytical Atomic Spectrometry, 2014. 29(7): p. 1252-1257.6. Pace, H.E., et al., Determining Transport Efficiency for the Purpose of Counting and Sizing Nanoparticles via Single Particle Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry. Analytical Chemistry, 2011. 83(24): p. 9361-9369.7. Gschwind, S., et al., Capabilities of inductively coupled plasma mass spectrometry for the detection of nanoparticles carried by monodisperse microdroplets. Journal of Analytical Atomic Spectrometry, 2011. 26(6): p. 1166-1174.8. Peters, R.B., et al., Development and validation of single particle ICP-MS for sizing and quantitative determination of nano-silver in chicken meat. Analytical and Bioanalytical Chemistry, 2014. 406(16): p. 3875-3885.9. Mitrano, D.M., et al., Detecting nanoparticulate silver using single-particle inductively coupled plasma-mass spectrometry. Environmental Toxicology and Chemistry, 2012. 31(1): p. 115-121.
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