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魏开华近十年质谱进展之我见及质谱产业化点评

2018-11-21 19:08:42

质谱进展之我见【完整版】

无论进口还是国产,每年都会出现一些质谱新品,每年都有质谱仪器获得各种奖项。那么,质谱仪器和技术整体进展如何?各有各的角度和看法。为了避免商业嫌疑,在此不具体讨论质谱商品名称。

近十年以来,质谱主要进展是:

离子源:国内外都开发了许多实用技术,其中部分技术国内还具有知识产权,值得进一步大力发展,这要看应用的定位。高效化、灵活化、专用化、简便化,是可以重点考虑的内容。

分析器:主要来自国外,各个质谱厂家都大力开发的,也是竞争力热点。各种技术名称很多,但技术背后的根本离不开偏转与聚焦之类的离子轨迹控制。

整机特色化方面:当前主要是小型化,专用化,移动化。下一步可能出现真正的智能化质谱仪器,知识库则是关键的,因此,选择一个小的专门的应用来开发智能质谱,才可能成功。

真空泵和检测器:二者几乎停滞不前。技术上,本人不相信此两方面没有发展的空间,但是,成本上或许是一个障碍然后是理论问题。期待下个十年,能看到新进展

质谱的动态范围还远远不能满足实际应用需求,混合物检测,永远会丢失低丰度组分,这从离子化的竞争性抑制,就产生这个问题了。因此,改善离子源才是提高动态范围的根本之道。基于金属标签的免疫单细胞质谱技术为解决复杂基质中的快速准确定性和定量分析,带来了一个很有价值的启示。免疫质谱、亲和质谱等选择性分析体系或许更容易成功。

应用软件有一些进展但是还很不尽人意。除了微生物质谱数据库和代谢物数据库有一定规模,提高未知物鉴定效率和可靠性的软件和数据库基本没有新发展。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。EBI应该成为质谱数据库建设的范例。

新技术突破的根本是理论的突破,质谱新技术急需质谱新理论的突破。质谱基础理论研究具有深远的理论意义和实际价值,质谱每一个重大进步,都是源于理论进展,这可以从质谱相关诺贝尔奖就可以看出来。比如,非共价复合物研究是生命科学的核心问题之一,但是,质谱一直未发挥太大的贡献,主要是质谱离子的缔合与解离,如何控制离子旋转状态,尤其是离子自旋状态,对于生命科学的发展具有重大意义,但还很少有人考虑此问题。期待我国大学有此方面的布局。

质谱技术发展与产业化论坛点评

【点评】质谱技术发展与产业化论坛精彩不断

赵晓光老师对有机和生物质谱的硬件技术进展进行了几乎完美的概括和深度点评,尤其是对Funnel技术赞赏有嘉,充分反映了赵老师深厚的质谱专业知识和丰富的质谱研究经验。赵老师对国产质谱十年历程进行了科学合理的梳理并给出了客观的评价,针对我国微生物质谱井喷式发展,提出了非常中肯的建议,希望微生物质谱研发厂家和IVD行业人士好好讨论沟通一下。

【本人观点】质谱主要进展是离子源、分析器和整机特色化,真空泵和检测器几乎停滞不前。质谱的动态范围还远远不能满足实际应用需求,基于金属标签的免疫单细胞质谱技术为解决复杂基质中的快速准确定性和定量分析,带来了一个很有价值的启示。应用软件有一些进展但是还很不尽人意。除了微生物质谱数据库和代谢物数据库有一定规模,提高未知物鉴定效率和可靠性的软件和数据库基本没有新发展。新技术突破的根本是理论的突破,质谱新技术急需质谱新理论的突破。比如,如何控制离子旋转状态,尤其是离子自旋状态,对于生命科学的发展具有重大意义,但还很少有人考虑此问题。

本文作者为北京蛋白质组研究中心魏开华研究员

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