质谱学会年会大会报告（二）
中国原子能研究院陈彦研究员 报告题目：单铀微粒的FT-TIMS分析方法研究
来自中国原子能研究院的陈彦研究员带来的报告题为《单铀微粒的FT-TIMS分析方法研究》。
陈老师，首先介绍了研究背景。国际原子能机构（IAEA）于1957年成立，它的职能是制定并实施核保障措施，以确保用于和平目的的核材料和设备不用于 军事目的。1970年《不扩散核武器条约》（NPT）生效，这成为核不扩散的一个重要基石。NPT内容涉及各个国家核不扩散政策、进出口控制、建立无核 区、核裁军、核军备控制等。为确保该条约顺利进行，IAEA又建立了一套核保障提携，并明确提出：“对于已缔结NPT的无核武器国家，各种保障监督措施应 适用于该国领土之内或其控制之下的任何地方的一切和平核活动中的一切源材料或特种可裂变物质”。传统的核保障体系，包括核材料衡算、封隔与监视、现场视察 等，到1991年伊拉克“93+2”计划，实施加强的核保障，包括扩大申报范围、扩大实际场所进入权、环境取样分析等。
环境取样分析的 目的是通过分析核设施及周边环境样品，来探查未申报的核活动。包括整体分析和微粒分析。其中整体分析主要测量样品中核材料（主要是U、Pu）的浓度和同位 素比的平均值，而微粒分析主要是测量单个微粒中核材料（主要是U、Pu）的同位素比。尤其是含铀单微粒同位素分析能提供现在及过去的核设施活动信息，评价 核武器级材料中释放的放射性微粒对环境的影响和生态系统中的沉积，因此被认为是一种有效的分析技术方法。将裂变径迹（FT）与热表面电离质谱（TIMS） 联用是一种公认的微粒同位素分析技术路线。
陈老师在实验中采用铀标准样品作为原料，利用溶胶喷雾热分解法制备得到了1μm左右两种丰度 单分散铀氧化物球形微粒。该微粒作为模拟擦拭样品对建立的FT-MS方法进行检验。裁剪一小片含有该微粒的擦拭布加入到乙酸异戊酯溶液中。超声震荡后与火 棉胶溶液混合均匀，自然晾干后形成一定厚度的薄膜。将薄膜放在反应堆孔道辐照后，用NAOH进行蚀刻。蚀刻后在光学显微镜下可以观察到径迹星，每个径迹星 代表在此位置包含有一个含铀微粒。在确认含铀微粒所产生的径迹星位置之后，将包含有一个径迹星地薄膜割下来，转移到TIMS的样品带上，用ETP检测器跳 峰测量235U/238U。
陈老师课题组在国内首次建立了一种新的FT-TIMS铀微粒测量方法，这种方法操作过程简单，能有效地避免转移过程中微粒丢失情况的发生。所建立的FT-TIMS微粒铀同位素测量方法能有效的应用于实际擦拭样品，有可能成为核保障中铀微粒的核查技术。
军事医学科学研究院 张养军研究员，报告题目：生物质谱在蛋白质组学研究中的应用
来自军事医学科学研究院的张养军研究员的报告题为《生物质谱在蛋白质组学研究中的应用》。
张老师首先指出，蛋白质组研究依赖于四大技术进步。包括基因测序技术、分离技术（主要是电泳、色谱的应用）、鉴定技术、数据处理技术即生物信息学。其中 鉴定技术用到的就是生物质谱。蛋白质组分析技术路线基本有两条，一条是凝胶电泳技术路线，一条是高效液相色谱技术路线。对于蛋白质鉴定，凝胶系统用到的是 肽指纹图谱（PMF），液相色谱系统用到的肽序列标签技术（PST）。
液相色谱-串联质谱联用已经成为蛋白质组研究核心技术之一。蛋白 质组分析包括定性分析和定量分析。定性分析指蛋白质组成翻译后修饰相互作用，定量分析分为小分子的绝对定量和大分子的相对定量和绝对定量。因此研究蛋白质 组学，也对质谱在选择性、动态范围、检出限、重复性、可重现性、数据量和准确性等方面提出要求。
接下来张老师，主要从生物质谱技术发展与蛋白质组定性分析及定量分析二者关系展开讲解。
生物质谱技术发展与蛋白质组定性分析
定性分析一般采用的Top Down的方法、Botton Up的方法，针对比较大的肽段也会采用Middle Down的方法。Bottom up技术会将蛋白质进行酶切，将蛋白质切成不同的肽段最后送入质谱鉴定。Top down 技术则没有酶切的过程，它是对整个蛋白质分子进行鉴定，虽然在通量上、数据处理上不能与Bottom up技术相比，但是对于保护整个蛋白质分子的完整性、蛋白质翻译后修饰基团上具备自己的优势。
随着“shotgun”策略的出现，并配置在线二维液相色谱—质谱联用系统，张老师课题组完成了酵母蛋白质组的鉴定，其中5540个肽段被指认，1484个蛋白质被鉴定，其中包括32个蛋白激酶，45个转录因子，131个跨膜蛋白。
随着技术不断进步，由最开始的在线2D-LC，到后来的离线2D-LC兼配备nanol色谱柱在鉴定血浆多肽、蛋白质数量上由原先的1504个多肽和477个蛋白到4500个多肽和1565个蛋白。
随着线性离子阱的出现，对于多肽分离采用2DLC-MS-MS技术，在人胎肝蛋白质组表达谱上得到了24454个肽段和2495个蛋白，人肝蛋白质组得 到13433个蛋白质。由于在人类肝脏蛋白质上作出诸多成果，张老师指出其课题组建立了人类肝脏蛋白质组数据库并向世界开放，同欧洲生物信息学研究所、美 国系统生物学研究所、美国标准技术局建立交流。
随着LTQ-Orbitrap Velos等新技术出现，在对鼠肝的分析上可得到14419蛋白。目前来看，该数据量非常大，为研究生物肝脏的科学家提供了信息基础。
生物质谱技术发展与蛋白质组定量分析
蛋白质组质谱定量分析分为标记法、非标记法，相对定量、绝对定量。生物分析中的标记法分为化学标记、代谢标记和稳定同位素标记。其中同位素化学标记法是比较常用的方法。
同位素化学标记法是通过与氨基酸的功能团发生特殊的化学键合反应，将同位素标记物引入蛋白进行定量分析的一种体外标记方法。稳定同位素标记有很多优势， 如内标肽段和被标肽段化学性质相同、质谱信号响应一致、信号的比例代表了肽段的丰度比。同位素标记的试剂常用的有ICAT、iTRAQ和SILAC。其中 ICAT标记位点少，对不含巯基的肽段无法标记，因此蛋白质中约有10~13%的蛋白质因不含有半胱氨酸而无法定量；iTRAQ的优点是可以对所有胰蛋白 酶切肽段进行标记，增强了定量的可信度，但是标记试剂昂贵标记操作繁琐；SILAC试剂只适用于细胞样本，不适用于组织和体液样本。
针 对以上方法的不足，张老师课题组建立了两种体外稳定同位素标记和液相色谱-串联质谱联用的蛋白质组相对定量方法，即酸酐类双功能试剂螯合稀土金属元素标记 结合生物质谱的检测定量蛋白质组新方法和酸酐类双功能试剂修饰辅助的18O标记结合生物质谱的蛋白质组双重定量新方法。
在酸酐类双功能试剂螯合稀土金属元素标记法中，张老师分别考察了标准肽段的稀土金属元素标记反应、稀土金属标签肽段的稳定性、Insulin酶切肽段标记混合物色谱行为与质谱裂解行为，最终得到了很好的定量结果。在酸酐类双功能试剂修饰辅助的18O标记法中，张老师分别考察Apomyoglobin双功能试剂DTPA结合产物质谱图、双18O标记Apomyoglobin的MS/MSMS、并对六个标准蛋白质混合物进行定量，均得到较为满意的结果。
最后张老师介绍了基于液相色谱-串联质谱的蛋白质组绝对定量策略的建立及应用。同位素稀释-质谱多反应监测质谱技术SID-MRM-MS是用于定量确证 的一项技术策略，该方法降低实验误差，减小了电喷雾离子化效率不稳定对定量结果的影响，但是该方法限制了其在生物标志物确证环节的应用。张老师课题组建立 了18O同位素标记方法制备内标策略，并进行优化。该方法可以根据每一个肽段的性质优化反应条件，避免复杂体系干扰，它不需要同时 对内标和被测样品进行标记，避免肽段混合物背景对定量肽段标记的干扰。接下来张老师采用该方法对成簇蛋白、玻连蛋白两种蛋白质进行分析，并验证了该方法的 可行性及与ELISA定量结果的相关性，均得到较好结果。
