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第二十五期质谱沙龙活动报道

2010.1.27

  【导语】大气压下离子化技术曾获得2002年的Nobel化学奖,今日,它是否可以让我们跟溶剂、液相色谱、梯度条件这些词汇说拜拜,实现快速、实时、绿色的质谱分析?用LC-MS/MS方法测定全谱氨基酸,是否可以让我们更快速地检测患者的疑难杂症?双梯度液相会给我们带来什么好处?请关注下文详细报道……

 

  2010年1月23日下午,2010年度第一期(总第二十五期)质谱沙龙活动在解放军第二炮兵总医院药剂科举行。参加本次活动的除了有来自中国食品工业发酵研究院、第二炮兵总医院、AB公司、军事医学科学院、中科院动物研究所、中科院过程工程所、协和医院的老朋友外,还有来自厦门大学、ASPEC华柏生物科技有限公司、戴安公司的新朋友。与往期不同的是,本期活动增加了液相色谱的内容。

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  第二十四期质谱沙龙活动现场

 

  直接实时分析:升级你的LCMS

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  ASPEC华柏生物科技有限公司的首席技术官 刘春胜 博士

  首先,ASPEC华柏生物科技有限公司的首席技术官刘春胜博士为大家带来了报告“直接实时分析(Direct Analysis in Real Time,DART®):升级你的LCMS”。

 

  为什么要升级你的LCMS?

  刘博士以发问的方式开始了他的报告——为什么要升级你的LCMS?

  LCMS接口技术经历了ESI、APCI、微/纳喷雾等历程,它的理念是快速、简单,至今已被广泛应用于多种应用领域。尽管LCMS具有可定性定量、选择性与专属性(分辨率和质谱精度)高、灵敏度高(可达pg甚至fg级)、响应范围宽、分析速度快、经久耐用、自动化程度高等优点;但也面临着以下挑战:

  1)溶液状态可能使样本降解、发生反应;

  2) 需要耗费时间和人力的样品制备过程;

  3) 存在离子抑制效应,会降低检测降低灵敏度,比如ESI源中无机盐/非挥发性盐对样品信号的严重抑制;

  4) 需要专家操作(人力成本高)、维护成本高(比如今日的乙睛价格非常高昂,而处理大量的废液也会使成本增加);

  5) 分析速度还不够快,通常的LCMS从接样到出结果约需3~4小时,但使用者希望几分钟就可以出结果。

  明天的生物学对速度的要求,是希望几分钟就能出结果,从而实时地支持临床治疗;而绿色化学的要求,希望耗费小流量的溶剂甚至是——无需溶剂。那么,什么可以做到快速和绿色化学呢?答案是——DART® !

 

  DART的原理

  DART®是一种非接触的表面采样技术,用于室温和大气压下的解析电离质谱,是一种“开放式的直接探针”。可以检测分析挥发性或不挥发材料,也可用于分析气体、液体、固体和材料表面。该技术是一种无损耗的分离、离子化和脱附技术,对环境要求不是很苛刻,适合车载和便携式现场检测。

  DART®于2005年由JEOL(日本电子)和IonSense公司联合商品化,并获得了当年的匹兹堡金奖和R&D 100创新大奖

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  DART®的结构示意图

  DART®的原理是:载气(第一代DART®为氦气,价格较高;第二代为氮气,可以加热)被引入腔体,在3 ~ 5KV的放电针下产生等离子体,透镜将带电粒子转移,电极栅/气孔可以阻止离子与离子间的二次结合。出来的等离子体打在样品表面,和样品发生能量转移、质子转移、电子捕获等作用,从而产生样品离子后进入质谱,分析过程类似APCI源。整个过程没有暴露的高压,保证了安全性,且在室温下即可操作。使用者也可几分钟拆下自己的ESI源,换上DART。

 

  DART的优点和用途

  刘博士介绍,DART®的优点在于快速即时地离子化固体、液体和气体;无需样品制备;质量范围达2000Da;几乎可以和所有商品化的质谱联用。DART®使得质谱简化,对未知物的分析更容易。DART®不会形成钠、钾的加合物,离子信号更简单直接;DART®也不会产生多电荷离子,不存在离子抑制效应,即使对很脏的尿样也可以分析,即可以分析原型样本。DART®几乎可以和所有商品化的MS联用(除岛津的质谱),如DART®-Waters ZQ、DART®-Thermo LCQ、DART®-API 3000/4000 /100。在灵敏度方面,有人曾试验用DART®与API 3000连接,与API 4000做同一样本的灵敏度接近。

  DART®目前有几种型号:

  1) DART®100,这是最早期的DART®产品,具备最基础的DART®功能;

  2) DART®-ET,该技术加大了样品分析的空间,满足样品量大和来源多样性的要求;

  3) DART®SVP,该技术09年刚推出,是一种用iPOD touch操控的智能化技术,可以全面操控DART源的各种参数和分析过程;并可从网站下载各种参考方法、样品谱库,可适用于便携分析场合。

  另外,DART®还可使用分析大量样品的Auto DART®-96、化学噪音更低的Dip-it®采样技术、可以捕获更多气化离子的Vapur®技术,其中VapurZL技术,可以把DART产生的离子通过长距离的传输线传入质谱,并保证信号灵敏度,对于安检、法医、应急检测非常有用。

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  刘博士举例了DART®分析的多种应用,包括药品、代谢组学、爆炸物、有机合成和有机代谢、食品和饮品、毒性工业材料、杀虫剂、低聚糖、包装和聚合物,总之,除了蛋白质的所有物质均可用DART®分析(注:蛋白等可用DESI源,但DESI源目前尚没有成熟的商品化仪器)。与LC相比,DART®的条件更简单,过程控制更能反映真实情况。DART®最重要的特点就是可对LC无法分析的膏状物、糖浆以及尼龙样、胶水、粘合剂等高聚物进行分析,虽然裂解质谱也可以分析高聚物,但DART®对样本是没有损耗的。

  DART®定性分析的原理与LC/MS相同,可以用Q-Trap、Orbit-Trap、FT分析,iTouch可下载的谱库中包含23,000个天然产物和800多个农残谱图。DART®也可用于定量分析,比如用氘代内标定量法,线性范围在3个9以上。在使用简单性方面,iTouch已充分地实现人性化,比如用红绿灯显示农残是否超标,这甚至使家庭主妇也可以方便地使用DART。

  报告最后,刘博士总结到,DART®自2005年发明以来,DART®-MS作为一种崭新的质谱分析技术被广泛地应用于药物发现与开发、食品安全检测、司法鉴定、材料分析及相关化学和生物化学分析等领域。

  相比于现行通用的LC-MS技术,DART®-MS分析将不再需要繁杂的样品制备技术和耗时的色谱分离。作为一种“绿色”分析检测技术,DART®-MS将急剧缩短样品分析周期,极大地减少对化学溶剂的消耗和对固定资产和人员的投资。

  对于DART新型离子源技术,在座者均表示出浓厚的兴趣,和刘博士展开了热烈的讨论。

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