2010全國質譜大會大會報告（二）

中國科學院長春應用化學所 劉淑瑩研究員

　　來自中國科學院長春應用化學所的劉淑瑩研究員做了題為“ISD-MALDI-MS技術在多肽和寡糖結構研究中的應用”的報告。劉老師利用ISD-MALDI-MS技術成功確證了多肽和寡糖的結構。發現在多肽研究中，MALDI線性模式和反射模式下均能夠觀察到二硫鍵的快速裂解，而且劉老師提出，MALDI并不是一種很軟的電離方式，因此在蛋白分析過程中要注意。劉老師還介紹了，MALDI-MS分析中靶上還原后形成基質-蛋白質加合的方法用來鑒定含二硫鍵的蛋白和多肽，并且通過質量移動能可以確定二硫鍵的數量，確定CHCA是分析二硫鍵的最好基質。在寡糖分析中，用ISD-MALDI-MS分析寡糖具有重現性好、信噪比高的優點，還可提供序列、連接、分支等大量結構信息，且操作簡單，不需要樣品前處理。與CID相比，SID更適合分析寡糖。

Waters公司 王則含先生

　　來自Waters公司的王則含先生向大家介紹了“沃特世最新液質聯用技術及應用”。王先生首先帶大家回顧了Waters公司作為一家專業的液相生產廠家的歷史。報告中，王先生主要介紹了Xevo TQ-S平臺。

　　Waters的Xevo TQ-S平臺具有更大的樣品錐孔，增強的真空泵配置以及創新的StepWave離子遷移光學技術，專為在所有數據采集模式下達到最高的靈敏度而設計。利用Xevo TQ-S的超高靈敏度，用戶可以檢測復雜樣品中濃度極低的目標化合物，可以通過稀釋樣品來降低基質效應，可以以更少的樣品量進行分析。Xevo TQ-S是一款高靈敏的低碳產品。

　　尤其是StepWave離子遷移光學技術，可以使離子最高效地從離子源遷移至四級桿質量分析器，同時確保不需要中性污染物主動濾出。這使離子強度顯著增加，同時又使背景噪音降到最小，實驗重現性高。StepWaveZL技術包括兩個離子遷移階段，第一階段由兩個并聯的多層環電極結構組成，由這兩個結構提供一個具有獨特性的離軸離子遷移透鏡。這樣，離子束通過樣品錐孔時，離子束就會發生一定程度的擴散。同時由于StepWave的入口設計得足夠大，它可以有效地捕獲擴散離子云中的所有離子。這一階段的設計確保了所有離子均有效聚焦并進入第二階段。離軸設計確保了進入樣品錐孔的中性物質主動從系統中排出。

　　與常規串聯四級桿不同， Xevo TQ-S還可提供高質量的LC/MS/MS光譜信息。在一套儀器系統平臺上您將獲得更多的試驗選擇性，因為這種平臺適合進行各種不同的UPLC/MS/MS定量和定性分析，如生物分析、ADME篩選、食品安全、環境監測、法醫鑒定等。

　　此外，Xevo TQ-S具有通用的離子源結構，離子源兼容性很好，用戶可以最大范圍地利用離子化技術，省去了更換離子。除了可以利用ESI、APPI等離子源外，還與新型的離子源DESI、DART兼容。

清華大學 羅國安教授

　　來自清華大學的羅國安教授做了題為“基于液質聯用技術的定量代謝組學研究”的報告。報告中，羅教授針對目前代謝組學研究中，定量研究中存在定量不完全、親水性成份分離不好的等限制，提出了代謝組學研究全景模式（定量數據）與特寫模式（指紋數據）結合的整合化研究方案，從而減少或避免代謝組學研究中“盲人摸象”的現象。整合化的研究方案有以下優點，首先，在代謝組學數據整合方面，可以尋找到的符合代謝標記物群提高了疾病分期的預測準確率，還可進行疾病機理的探討；其次，從兩個角度進行代謝組學研究與臨床研究的整合，可以進行代謝數據與臨床指標的相關性分析，更深入地探討疾病機理，包含代謝和臨床數據的符合標志物群提高了分期預測的準確率；再次，代謝研究與基因研究的整合，可以建立利用基因與代謝物共同尋找疾病相關通路的方法，對糖尿病和腎病，找到與疾病相關度高的通路——亞油酸代謝通路。最后，羅老師總結到，整合化策略在代謝組學的研究中發揮了重要的作用。

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臺灣國立臺灣大學 Guor-Rong Her (何國榮)教授

　　來自臺灣國立臺灣大學的Guor-Rong Her (何國榮)教授，做了題為“Comparative studies of Protein Glycosylation Using Isotope Labeling and Electrospray Ion Trap Mass Spectrometry”（應用同位素標記的電噴霧離子阱質譜比較研究蛋白的糖基化）的報告。在報告中，何教授介紹道：在糖蛋白分析中，糖蛋白往往在質譜分析前就被胰蛋白酶酶解了。而包括糖蛋白的濃度、糖基化位點、糖苷輪廓（profile）等因素，能夠解釋當發現特定的糖肽后所產生的信號的差別。課題組發展了一種分析糖蛋白的比較分析方法，能夠測定出糖蛋白的濃度、糖基化位點、糖苷輪廓的變化。這種比較分析方法應用了甲醇d0和甲醛d2的同位素標記技術，然后用微晶纖維素富集再進行質譜分析。應用該方法，用核糖核酸酶B進行了對糖蛋白濃度、糖基化位點、糖苷輪廓變化的比較分析實驗，并用ESI線性離子阱質譜進行了糖肽的測定。應用儀器具有的MS2和MS3能力，也獲得了糖基化位點和糖苷的序列。以下是英文摘要：

　　In the analysis of glycoprotein, glycoprotein was often digested with trypsin before MS analysis. Several causes including glycoprotein concentration, glycosylation site occupancy and glycan profile may account for the difference if the signal of a specific glycopeptides was found to be different. A strategy was proposed for comparative analyses of glycoprotein in which the change of glycoprotein concentration, the change of glycosylation site occupancy and the change of glycan profile could be differentiated. Comparative analysis was performed by stable isotope labeling using formaldehyde-d0 and formaldehyde-d2 along with cellulose microcrystalline enrichment and mass spectrometry analysis. The utility of the proposed strategy was demonstrated with ribonuclease B. The change of glycoprotein concentration was studied using samples prepared with different quantity of ribonuclease B. Level of glycosylation site occupancy was studied by mixing different ratios of ribonuclease B and ribonuclease A. The change of the site-specific glycan profile was studied by mixing ribonuclease B treated with α-mannosidase and intact ribonuclease B. ESI-MS analysis of glycopeptides was performed on a linear ion trap mass spectrometer. With the capability of MS2 and MS3 of the instrument, the site of glycosylation and the glycan sequence may also be obtained.

清華大學 張新榮教授

　　來自清華大學的張新榮教授做了題為“常壓解吸附離子源及其應用”的報告。常壓解析負離子源（DESI源）是近幾年的研究熱點。目前的DESI源雖然在興奮劑快速檢測、槍擊殘留物檢測等方面應用廣泛，但也存在氣體流速大、需要調節的參數多、需要噴霧液、成像分析分辨率低、構造復雜不易小型化的缺點。張教授在報告中提出了介質阻擋放電離子源（DBDI源），與DESI源相比，DBDI源具有沒有引入溶劑污染，可以用于氣體、液體、固體等樣品分析，成本低，成像分析分辨率高且對于被測物損害程度非常小，并且可進行表面分析的優點。張教授介紹，DBDI源直接進行氣體分析時比EI源，直接進行液體分析時可進行化學反應的實時過程監測和有機反應的全過程檢測，用于固體表面分析時可用于爆炸物分析、陣列分析20種氨基酸、藥片的快速分析（將來可能用于質控），在成像分析方面可用于字畫鑒定的無損分析等。

　　張教授總結，DBDI是一種新型的質譜離子化方法，具有適用面廣、體積小、成本低的特點，適合作為小型化質譜的離子源；DBDI用于直接分析，無需樣品預處理，是一種理想的實時、原位和高通量的分析手段。DBDI能夠通過方便調節電壓與頻率等參數，獲得豐富的分子結構信息，甚至元素的信息。利用DBDI的較高的空間分辨能力，能夠用于無損（微損）條件下的成像分析。

加拿大國家研究中生物科學研究所 Li, Jianjun（李建軍）

　　來自加拿大國家研究中生物科學研究所的Li, Jianjun（李建軍）教授，做了題為“Derivatization strategies for Glycomics”（糖組學的衍生方法）的報告。在報告中，李教授首先介紹了糖組學的基本概念，糖組學的目標是，系統地鑒定和表征不同糖苷的結構、功能、活性和定量等，對發現和鑒定癌細胞、體液、組織中的疾病生物標志物來說，糖組學研究是一個已被公認的創新和綜合的方法。李教授隨后介紹了課題組在糖組學研究上的新方法。比如特殊的衍生后再進行ESI-MS或MALDI-MS分析。另外，他們還發展了一種糖組學方法，來鑒定和定量復雜生物基體中的目標糖組。并獲得了很好的靈敏度和線性動態范圍。以下是英文摘要：

　　Glycomics is the systematic identification and characterization of diverse glycans for their structure, function, activity, and quantity. Global profiling of glycomes of cancer cells, body fluids, or tissues has been considered as an innovative and comprehensive approach to discover and identify biomarkers for various diseases. Neutralization of carboxylic acid is an important means to avoid sialic acid dissociation when sialylated oligosaccharides in presence of methylamine and (7-azabenzotriazol-1-yloxy) trispyrroli-dinophosphonium hexafluorophosphate(PyAOP). After methylamidation, sialylated oligosaccharides can be analyzed by MALDI-MS without loss of sialic acid moiety. The ESI-MS and MALDI-MS analysis of both 3’-6’-sialyllactose derivatives indicated that the quantitatively conversion of sialic acids was achieved, regardless of their linkage types under the optimal derivatization conditions.This derivatization strategy was further validated with the N-glycans released from three standard glycoproteins(Fetuin,human acid glycoprotein and bovine acid glycoprotein)containing different types of complex oligosaccharides.Using this derivatization method,the N-glycans of sera from different species(human, mouse and rat)were successfully characterized by MALDI-MS.Due to the mild reaction conditions,the modification in sialic acid residues can be retained. This improvement makes it possible to detect the sialylated oligosaccharides containing O-acetylated sialic acid moieties using MALDI-MS in positive ion mode.

　　In the meantime, the development of glycomics is limited by the ability to identify and quantify large numbers of glycans in complex biological samples, which is only partially achieved by current glycomics approaches. I will also present a strategy termed targeted glycomics enabling highly sensitive and consistent identification and quantification of target sets of glycans across multiple samples. The strategy was first applied to the analysis of glycans released from ribonuclease B. A linear dynamic range of three orders of magnitude (0.1-100 ng ribonuclease B ) was achieved for the detection of all five glycans. The method exhibited excellent sensitivity, evident by the detection of limit of 100attomolar for Man9Glc NAc2.The strategy was further demonstrated by characterizing the glycome of pancreas cancer cells. More than 60 N-glycans were identified and detected for about five million cells.

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美國紐約Mount Sinai 醫學院 Wang, Rong（王融）教授

　　來自美國紐約Mount Sinai 醫學院的Wang, Rong（王融）教授，做了題為“Fragmentation of Large Peptides Under Different Dissociation Conditions（在不同解離條件下碎裂大分子量多肽）”的報告。在報告中，王教授首先介紹了該研究的意義，了解大分子量多肽在不同碎裂條件下的碎裂性質和行為是基礎的一項工作，更重要的是，在大分子量多肽分析中研究內源性生物技術，上述研究是必要的和具有實踐意義的。課題組發展了一種系統的方法，利用化學合成的肽序列，使用不同的通用碎裂技術，以及HCD高能裂解技術，來比較多肽碎裂的效率、模式和氨基酸組成、多肽長度、電荷態、離子化方式（ESI或MALDI）之間的關系，并報告了課題組發現的結果。以下是英文摘要：

　　It is fundamental to understand fragmentation property and behavior of large peptides under different fragmentation conditions. More importantly, it is essential and practical in study endogenous biological techniques in analysis of large peptides. We conducted a systematical investigation of large peptide fragmentation using a chemically synthesized peptide ladders with several commonly used fragmentation techniques, and high energy collision induced dissociation. Peptide fragmentation efficiency and pattern were tested against amino acid composition, peptide length, and charge stage, as well as different ionization methods, e.g. electrospray ionization and matrix assistant laser desorption ionization. Detailed experimental findings will be reported.

中國地質科學院 劉敦一研究員

　　來自中國地質科學院的劉敦一研究員做了“阿波羅-12月巖鋯石SHRIMP（高分辨二次離子質譜）U-Pb年齡測定”的報告。報告中，劉老師介紹了SHRIMP研究月巖鋯石，獲得了許多具有重要意義的數據。劉老師指出，月球同位素年代學研究復雜，難度很大，鋯石SHRIMP定年是月巖定年的最佳手段，可用于原位微區分析，無需化學流程且對樣品沒有損傷。

美國PerkinElmer公司 Shen, Shida（沈世達）高級研究員

　　來自美國PerkinElmer公司的Shen, Shida（沈世達）高級研究員，做了題為“A High Resolving Power and Mass Accuracy Time-Of-Flight MS for Rapid Detection and Identification of Microorganisms”（用高分辨率高質量精度的飛行時間質譜快速測定微生物）的報告。在報告中，沈研究員介紹了公司研發的具有精確質量測定的ESI TOF質譜，可快速鑒定病原體和進行品系分類。這種獨特的方法可以每個樣品30秒的速度鑒定微生物，在針對生物戰攻擊或新傳染病自然爆發時具有潛力。該方法使用了一種高端、低成本的ESI TOF質譜，報告介紹了該質譜儀在精確質量測定、高分辨和24小時穩定性方面的性能，并用豬流感病毒H1N1作為實例，闡述了檢測和鑒定微生物的步驟。以下是英文摘要：

　　An exact mass measurement ESI TOF mass spectrometer has been developed for fast pathogen identification and strain typing. This unique technology relies on mass spectrometry-derived base composition signatures of amplicons from PCR (Polymerase Chain Reaction) products, and “intelligent PCR primers” that target broadly conserved regions of microbial genomes that flank variable regions. This rapid detection (30 seconds per sample) and identification of microorganism methodology also associates with a potential biological warfare attack or a natural outbreak of an emerging infectious disease.

　　The strategy to build a high end and low cost ESI TOF machine will be discussed. The performance data particularly in accurate mass measurement, high resolving power and 24 hours stability test will be presented. The discovery of Swine flu virus H1N1 will be presented as an example to illustrate the procedure of detection and identification of microoganisims.

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美國北卡大學Chaple Hill醫學院 Chen, Xian（陳先）教授

　　來自美國北卡大學Chaple Hill醫學院的 Chen, Xian（陳先）教授，做了題為“Systems Dissection of Signal Transduction by Using Quantitative Proteomics”（用定量蛋白質組方法系統剖析信號傳導）的報告，在報告中，陳教授主要介紹了課題組利用同位素標記的方法，進行蛋白質組學定量研究的方法。

芝加哥大學 Zhao, Yingming（趙英明）教授

　　來自芝加哥大學的Zhao, Yingming（趙英明）教授做了題為“Discovery of Novel Biochemical Pathways Using Proteomics Approaches”（使用蛋白質組學方法發現新的生化路徑”的報告。在報告中，趙教授談到，很多對于組蛋白和p53的研究顯示，這些蛋白可能會存在一系列的翻譯后修飾，而這些修飾的大多數和重要的生物功能相關。然而除了對于已被廣泛研究的幾個蛋白，在其它蛋白中，翻譯后修飾的類型和修飾的位點還有很多是未知的。對信息的缺乏暗示了一種對于可靠的表征蛋白中所有的翻譯后修飾及動態變化的迫切需求。該課題組最近發展了一種非限制的蛋白序列校準算法，PTMap，并用它配合質譜一起用于所有可能的翻譯后修飾的測定，不管是已知的還是以前從未發表過的。使用這種算法，課題組鑒定了新型的翻譯后修飾，發現常見的體外蛋白修飾，研究了翻譯后修飾的交叉污染和蛋白的突變。以下是英文摘要：

　　Extensive studies in histones and p53 suggest that these proteins can be modified by an array of protein post-translational modifications(PTMs), most of which are correlated with important biological functions. Nevertheless, PTM types and their sites in other proteins remain largely unknown, except several widely studied ones. The information deficiency suggests an urgent need for reliable technology for characterization of all the PTMs in a protein and for their dynamic studies. To this end, we recently developed an unrestrictive protein sequence alignment algorithm, PTMap, and used it in conjunction with mass spectrometry for accurate identification of all the possible PTMs, known or undescribed ones. We have used the algorithm to identify novel PTMs, to discover common in vitro protein modifications, to study PTM cross-talks, and to study protein mutations. In this presentation, applications of such mass spectromety-based proteomics technologies will be discussed.

臺灣國立Chung Hsing大學 Maw-Rong Lee(李茂榮)教授

　　來自臺灣國立Chung Hsing大學的Maw-Rong Lee(李茂榮)教授，做了題為“Functionalized Nanoparticles Assisted Desorption Electrospray Ionization for Determination of Ultraviolet Absorbers in Urine”（用功能納米粒子輔助解吸電噴霧技術測定尿中的紫外線吸收劑）的報告，該課題組用實驗室自制的絲網印刷的銀板或石墨板，進行高電壓下的電噴霧，并介紹了課題組使用的紫外線吸收劑的提取過程。經過提取，用溶劑從磁性粒子NPs上提取出分析物。提取物或未解吸的磁性粒子NPs被滴在絲網上印刷，來評估離子化效率。實驗結果顯示，該納米粒子可以提高信號強度縮短分析時間。說明功能納米粒子輔助解吸電噴霧技術可在痕量分析中增強專一性并提高通量。以下是英文摘要：

　　Functionalized nanoparticles assisted desorption electrospray ionization for analysis of ultraviolet absorbers in urine was developed. The electrospray was performed with high voltage on a laboratory-made screen-printed plate with silver or graphite. In this study, the ultraviolet absorbers including 3-(4-methylbenzylidene)-camphor (4-MBC),2-ethyl-4-(dimethylamino)-benzoate(O-PABA)AND 2-hydroxy-4-(octyloxy)-benzophenone(BP-12) were extracted with iron oxide-coated silicon dioxide nanoparticles as the affinity adsorbent. After extraction, the analytes were isolated from magnetic NPs with solvent. The extract or the magnetic NPs without desorption was dipped on the screen-printed to evaluate the effect on the ionization efficiency. From the results, the nanoparticles can enhance the intensity of the signal detected and short the analytical time. This technique demonstrates that the nanoparticles assisted desorption electrospray ionization offers a high specific and high throughput screening for trace analysis.

臺灣新竹國立清華大學 Yong-Chien Ling (凌永健)教授

　　來自臺灣新竹國立清華大學的Yong-Chien Ling (凌永健)教授，做了題為“GC-MS雜質剖析及GC-IRMS同位素指紋應用於追蹤甲基安非他命來源”的報告。報告摘要如下：

　　甲基安非他命多你來一直為臺灣地區緝獲的最大宗毒品，為毒品濫用日漸嚴重之主因，如何由查緝之甲基維他命毒品，透過化學分析，判定相關的合成原料及途徑，以供參考追溯毒品來源及管道，作為更近一步防制的基礎，已成為認識科學上不可或缺的關鍵技術。臺灣地區目前分析甲基安非他命的方法主要利用GC/MS雜質剖析，分析合成過程所產生的雜質，以區分不同合成途徑之甲基安非他命，隨著毒梟的制毒工藝持續精進，產生雜質愈來愈少，GC/MS雜質的剖析的功能，成效有限。利用同位素比質譜儀（IRMS）獲得甲基安非他命的δ13C、δ15N值的特異性，逐漸成為來源追蹤的新興工具。

　　 本研究與國際接軌使用CHAMP進行GC/MS雜質剖析，搭配GC(氣相層析)-IRMS、EA（素分析）-IRMS分析，追蹤甲基安非他命毒品來源。本研究首先利用Nagai、Moscow、Reductive amination等制備扣之甲基安非他命毒品。以CHAMP GC/MS 雜質剖析以及IRMS分析所有樣品。根據歐氏距離及δ13C、δ15N值結果可以區分批次、方法、前驅物不同之樣品，整合橫、縱面了解。用統計方法確認樣品間相關性，建立藥物來源之相關性。可以區分合法藥品與毒品來源，供后續建立毒品資料庫之依據。