质谱学会年会大会报告(二)

2011-8-11 20:42 来源: 分析测试百科
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     第31届中国质谱学会年会的开幕式结束后,本文介绍了第二批大会报告。中国医科院药物研究所的张金兰研究员做了题为“液相色谱高分辨质谱在中草药活性成分分析和鉴定方面的应用研究”的报告。东华理工大学的陈焕文教授做了题为“电喷雾萃取电离质谱的原理和应用”的报告。中国原子能科学研究院 陈彦研究员做了题为“单铀微粒的FT-TIMS分析方法研究”。军事医学科学研究院的张养军研究员做了题为“生物质谱在蛋白质组学研究中的应用”的报告。西北核技术研究所的王勇老师为大家介绍了《应用物理》期刊的相关情况。中国科学院化学研究所的汪福意博士,做了题为“质谱研究金属抗肿瘤药物与蛋白质的相互作用”的报告。国家地质实验测试中心的刘崴,做了题为“溴碘砷镉等有益有害元素形态分析技术及生态环境地球化学应用”的报告。分析测试百科网另外撰文介绍赛 默 飞 世 尔 科 技AB SCIEX公司LECO力可公司布鲁克·道尔顿沃特世公司北京绿绵科技有限公司在大会上的新技术报告。

  

中国医科院药物研究所的张金兰研究员,报告题目:液相色谱高分辨质谱在中草药活性成分分析和鉴定方面的应用研究

  中国医科院药物研究所的张金兰研究员做了题为《液相色谱高分辨质谱在中草药活性成分分析和鉴定方面的应用研究》的报告。

  用质谱研究中草药包括:中草药的物质基础研究,药代动力学,在代谢组学基础上进行中草药机制方面的研究。其中最根本的是对中草药的物质基础研究,因为只有这个清楚了,才能进行更深入的药效研究。但中草药的基质很复杂,无论是体内还是体外,对其成分鉴定都存在一定的困难,亟需强有力的分析技术。近年来,HPLC和高分辨质谱联用发挥了很大作用。课题组使用了LTQ-FT MS,对中草药化学成分和代谢组进行了应用研究。其中高分辨质谱可以提供元素组成,离子阱可以提供结构碎片信息,有助于推导规律和结构鉴定。

  实验室流程是:中草药提取物,实验动物给予中草药提取物后,收集各种体内和体外生物样本,来建立它们的化学成分谱和代谢物谱(profiles)。在建立这些profiles时要优化HPLC条件,尽量把成分分离好,避免干扰。然后再优化质谱条件满足测定要求。

  在建立好化学成分谱和代谢物谱后,再进行中草药提取物的分析、各种生物样本和空白的分析,初步分析后,尽量根据信息来获得一些对照品,来推导质谱裂解的规律。在清楚规律后,再对两谱的未知成分进行推导和鉴定。其中,一定要获得高质量的一级MS的高分辨质谱数据(HRMS data of precursor),从而推断准确的分子组成;尽量获得UV谱图,帮助判断化合物的大概类型(利用Metwork);用MSn和高分辨MSn数据(MassFrontier软件),获得肯定的裂解机理和规律、方便推导结构。在鉴定各个成分的化学成分后,再根据文献和项目组中的一些药效学的研究结构,来确定活性成分(可能是多个或一个)。在上述都搞清楚后,所进行的药效学研究、药代动力学研究、质量控制,才是有意义的,因为这跟中草药的活性是相关的。

  张研究员首先举例了淫羊霍Epimedium以及大鼠灌喂后的淫羊霍的研究。其主要活性成分是烯基黄酮,结构类型分为三类(第一类为3位和7位都有糖取代的;第二类为3位有两个糖取代的,第三类是只有一个糖取代的)。建立了HPLC的分析条件,优化了FT MS和LTQ MSn的条件,分析药材(采用水提方式)看到有四个成分,大鼠灌喂后血浆和胆汁中又包括另外5个成分;而尿和粪中只包含另外5个(即认为是代谢转化后的)。

  根据一级质谱的HRMS(<2 ppm),得到9个准确的分子组成;然后得到这9个成分的MS/MS(<2 ppm);前三强的MS2再做MS3,然后推断准确的断裂机理。以3位和7位同时取代为例,3位的外侧糖丢失162,内侧糖丢失146,接着-C4H8丢失。张研究员在这里特别强调要非常精细地分析,比如一点一点地调节断裂的能量(比如以5kV步进微调),多次进样深度分析,来找到真正的裂解机理。

  然后建立了HPLC-MS的质量控制方法,进行了35个样品分析,用PCA统计学方法比较出有显著差异的化合物是:朝鲜淫羊霍和巫山淫羊霍。然后建立了UPLC-MS/MS的药代动力学方法。

  随后,张研究员又介绍了另一个代表中草药酸枣仁的分析。研究中参考了B. Domon提出的X、Y、Z离子碎裂命名规则。在化学成分鉴定中,鉴定出了14个化合物,其中有5个是以前没有报道过的。然后进行体内代谢物的鉴定,共有15个化合物,有5个是以前未报道过的。用UPLC建立了质控方法,PCA分析和聚类分析比较出显著差异的两类化合物。

  最后张研究员总结说:HPLC和高分辨质谱联用对中草药成分分析是非常有利的工具。除了本身课题用的LTQ-FT MS,张研究员认为,很多其它的高分辨质谱也能做出很好的工作,关键是要利用好手边的工具来认真分析,不仅分析质谱的数据,还要分析相应的丰度比,因为这些不同的丰度,代表了结构的多样性和不同的取代。这样就可以做好中草药不同成分鉴定的问题,以及体内代谢不同成分的鉴定问题。高分辨质谱最大的优点是可获得准确的分子组成,和MSn碎片准确的结构。

东华理工大学的陈焕文教授 报告题目:电喷雾萃取电离质谱技术的原理和应用

  东华理工大学的陈焕文教授做了题为《电喷雾萃取电离质谱的原理和应用》的报告。

  近几年,复杂基体的分析的趋势是要快速分析,UHPLC技术在现场分析时需要时间较长。大家知道,2004年Cooks发明了DESI来电离表面的样品,2005年出现了DART离子源,到2008年已经出来了十几种技术。这些技术的主要特征是在敞开的环境下制备样品的离子。

  陈教授课题组曾在文章中综述过,在二维固体表面样品和三维空间分散样品,都能进行样品离子的制备,有两个关键的步骤:第一个关键步骤产生一个初级离子(不是100%气态),形成能/荷载体。然后一种方式是和2D样品表面相互作用形成样品离子。另一种是在3D空间里,多了一个样品引入步骤,在空间进行离子化,这种技术叫做EESI(电喷雾萃取电离),稍微变化一下可叫EAPCI。

  EESI大致有三个关键步骤:(1)产生电喷雾(比如利用手边的LTQ质谱仪),和传统类似产生带电液滴;(2)引入样品;(3)离子化。有点像液液萃取。EESI优点是:实时、在线,成为生物活体分析、原位在线分析和远距离分析的有效质谱方法。

EESI装置图

  接下来陈教授介绍了课题组设计的各种实验装置。在大多数的实验中,电喷雾萃取电离(EESI)装置主要由电喷雾通道和中性样品通道两部分以一定角度交叉组成,如图所示。通过调节样品雾化管与质谱进样 口的角度(α)、电离试剂雾化管与质谱进样口距离(a)以及两个通道间的角度(β)、距离(b),在合适的雾化气流速、电离试剂、电离电压等条件下进行EESI离子化。与其它技术不同,EESI中,样品的主体与电场或带电粒子等隔离,不受刺激性试剂如甲醇、乙酸等的污染,而且是一种比ESI更温和的软电离技术,能够在质谱分析时最大限度地保证样品不受试剂和操作环境的影响,从而在生物样品、化学反应体系、动植物 的活体质谱分析,在活体代谢组学等方面具有巨大的应用潜力。

  随后,陈教授介绍了课题组发明的NanoEESI-MS(Analyst封面文章),中性解吸电喷雾萃取电离质谱(ND-EESI-MS,JACS for MS.封面文章),用于黏性/膏状样品分析的举例等。

  陈教授课题组(www.sinoms.net)回国以来已发表60多篇EESI的文章,其中有9篇文章发表在期刊封面。最近他们用EESI技术做代谢组学研究(比如呼气分析),可获得实时的、药代的过程;用EESI研究天然蛋白,可得到蛋白在溶液中的真实构象(对比:用ESI来研究得到大部分是没有活性的,用EESI活性可高于53%)。

  EESI也能用于无机同位素分析,比如准确测定天然水源中235U、238U的同位素比。课题组还用EESI-MS来分析黏性的样品。

  陈教授表示,EESI实验非常容易实现,很好发文章(尤其是封面文章),还可能做出很多好的工作。比如2010年课题组发表13篇文章,平均IF为5.1,其中2篇作为Angew. Chem. Int. Ed.的封面文章,1篇为Analyst的封面文章。2011年已发表8篇文章,平均IF为4.4,其中1篇为Chem. Commun.,1篇为J. Anal. Atom. SPectrom,1篇为Anaylst的封面文章。还有2个成果获得《Nature》“研究亮点”专栏评介,2008年:“Huanwen Chen等发明一项质谱新兴技术,可在不伤害人体皮肤、植物组织或其它活体生物的情况下对生物体表进行分子层次的快速表征、物质鉴定与分析。”2009年:“可在无需样品预处理的情况下直接对牙膏、离子液体、橄榄油、蜂蜜等及其黏稠的物质的痕量杂质进行快速检测,获得其分子结构信息”。最后陈教授以鼓励做结语:“EESI具有一定的特点,还有大量的工作,期待着您的参与!您绝对会比我们做得更好!”

参考: http://baike.baidu.com/view/4009048.htm