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質譜進展之我見【完整版】

無論進口還是國產,每年都會出現一些質譜新品,每年都有質譜儀器獲得各種獎項。那么,質譜儀器和技術整體進展如何?各有各的角度和看法。為了避免商業嫌疑,在此不具體討論質譜商品名稱。

近十年以來,質譜主要進展是:

離子源:國內外都開發了許多實用技術,其中部分技術國內還具有知識產權,值得進一步大力發展,這要看應用的定位。高效化、靈活化、專用化、簡便化,是可以重點考慮的內容。

分析器:主要來自國外,各個質譜廠家都大力開發的,也是競爭力熱點。各種技術名稱很多,但技術背后的根本離不開偏轉與聚焦之類的離子軌跡控制。

整機特色化方面:當前主要是小型化,專用化,移動化。下一步可能出現真正的智能化質譜儀器,知識庫則是最關鍵的,因此,選擇一個小的專門的應用來開發智能質譜,才可能成功。

真空泵和檢測器:二者幾乎停滯不前。技術上,本人不相信此兩方面沒有發展的空間,但是,成本上或許是一個障礙然后是理論問題。期待下個十年,能看到新進展

質譜的動態范圍還遠遠不能滿足實際應用需求,混合物檢測,永遠會丟失低豐度組分,這從離子化的競爭性抑制,就產生這個問題了。因此,改善離子源才是提高動態范圍的根本之道。基于金屬標簽的免疫單細胞質譜技術為解決復雜基質中的快速準確定性和定量分析,帶來了一個很有價值的啟示。免疫質譜、親和質譜等選擇性分析體系或許更容易成功。

應用軟件有一些進展但是還很不盡人意。除了微生物質譜數據庫和代謝物數據庫有一定規模,提高未知物鑒定效率和可靠性的軟件和數據庫基本沒有新發展。沒有強大的數據庫,就沒有智能質譜。數據庫的構建是個工作量巨大、成本巨大的事情,首先需要建立標準體系,然后需要大量人工去偽,還需要良好的算法。EBI應該成為質譜數據庫建設的范例。

新技術突破的根本是理論的突破,質譜新技術急需質譜新理論的突破。質譜基礎理論研究具有深遠的理論意義和實際價值,質譜每一個重大進步,都是源于理論進展,這可以從質譜相關諾貝爾獎就可以看出來。比如,非共價復合物研究是生命科學的核心問題之一,但是,質譜一直未發揮太大的貢獻,最主要是質譜離子的締合與解離,如何控制離子旋轉狀態,尤其是離子自旋狀態,對于生命科學的發展具有重大意義,但還很少有人考慮此問題。期待我國大學有此方面的布局。


質譜技術發展與產業化論壇點評

【點評】質譜技術發展與產業化論壇精彩不斷

趙曉光老師對有機和生物質譜的硬件技術進展進行了幾乎完美的概括和深度點評,尤其是對Funnel技術贊賞有嘉,充分反映了趙老師深厚的質譜專業知識和豐富的質譜研究經驗。趙老師對國產質譜十年歷程進行了科學合理的梳理并給出了客觀的評價,針對我國微生物質譜井噴式發展,提出了非常中肯的建議,希望微生物質譜研發廠家和IVD行業人士好好討論溝通一下。

【本人觀點】質譜主要進展是離子源、分析器和整機特色化,真空泵和檢測器幾乎停滯不前。質譜的動態范圍還遠遠不能滿足實際應用需求,基于金屬標簽的免疫單細胞質譜技術為解決復雜基質中的快速準確定性和定量分析,帶來了一個很有價值的啟示。應用軟件有一些進展但是還很不盡人意。除了微生物質譜數據庫和代謝物數據庫有一定規模,提高未知物鑒定效率和可靠性的軟件和數據庫基本沒有新發展。新技術突破的根本是理論的突破,質譜新技術急需質譜新理論的突破。比如,如何控制離子旋轉狀態,尤其是離子自旋狀態,對于生命科學的發展具有重大意義,但還很少有人考慮此問題。

本文作者為北京蛋白質組研究中心魏開華研究員