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杭州質(zhì)譜大會(huì)系列專訪——?jiǎng)⒒⑼淌?/h1>
2023.5.24

  ——?jiǎng)⒒⑼淌冢鹤鵁帷袄浒宓省保鲋袊俗约旱馁|(zhì)譜

  導(dǎo)讀:2020-2023年中國質(zhì)譜學(xué)術(shù)大會(huì)將于2023年6月9-13日在杭州舉辦,本次大會(huì)是中國質(zhì)譜界的一次盛會(huì),旨在促進(jìn)學(xué)界團(tuán)結(jié)進(jìn)步、和諧發(fā)展、共贏未來,提高學(xué)術(shù)交流水平,推動(dòng)質(zhì)譜技術(shù)在各大科技領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用。大會(huì)由中國物理學(xué)會(huì)質(zhì)譜分會(huì)聯(lián)合中國化學(xué)會(huì)質(zhì)譜分析專業(yè)委員會(huì)和中國儀器儀表學(xué)會(huì)分析儀器分會(huì)主辦,浙江大學(xué)承辦。大會(huì)將邀請國內(nèi)外質(zhì)譜領(lǐng)域的專家學(xué)者齊聚一堂,共同探討交流質(zhì)譜領(lǐng)域最新的科研進(jìn)展和前沿技術(shù)。本此大會(huì)的主題為砥礪奮進(jìn)四十年,共筑中國質(zhì)譜夢。會(huì)議主頁鏈接如下:http://www.cmss.org.cn/index.php?r=site%2Fcae-home&mid=19 ,歡迎大家報(bào)名參會(huì)。

  質(zhì)譜在中國的發(fā)展,從核工業(yè)、地質(zhì)等領(lǐng)域應(yīng)用的無機(jī)質(zhì)譜開始,漸漸擴(kuò)展到廣泛的有機(jī)物和生命分析領(lǐng)域,后兩大領(lǐng)域中,色譜和質(zhì)譜的聯(lián)用技術(shù)發(fā)揮了巨大作用。眾所周知,目前的多組學(xué)研究已用多維色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)全面替代了凝膠分離-離線轉(zhuǎn)移到質(zhì)譜分析的技術(shù)。這項(xiàng)進(jìn)程受到多組學(xué)的應(yīng)用需求驅(qū)動(dòng),同時(shí)也離不開色譜分離專家們的努力,質(zhì)譜領(lǐng)域涌現(xiàn)了一批既懂色譜又懂質(zhì)譜的科學(xué)家,他們將分離和鑒定發(fā)揮到極致;而當(dāng)直接離子化技術(shù)橫空出世后,他們又創(chuàng)造出多種離子化方法,探索質(zhì)譜直接分離和鑒定的極限。北京大學(xué)劉虎威教授正是其中的一位探索者,同時(shí)他還致力于貢獻(xiàn)于質(zhì)譜學(xué)會(huì)的工作中,為中國質(zhì)譜事業(yè)的發(fā)展鼓與呼。分析測試百科網(wǎng)采訪了中國化學(xué)會(huì)理事、中國物理學(xué)會(huì)質(zhì)譜分會(huì)副理事長、北京大學(xué)劉虎威教授,請他談?wù)勝|(zhì)譜分會(huì)成立的40年間的中國質(zhì)譜的發(fā)展之路,以及對國產(chǎn)質(zhì)譜發(fā)展的建議。

北京大學(xué)教授、中國物理學(xué)會(huì)質(zhì)譜分會(huì)副理事長劉虎威

中國質(zhì)譜四十年里程碑

  質(zhì)譜學(xué)的創(chuàng)立和發(fā)展可以追溯到上世紀(jì)初葉。著名的英國物理學(xué)家J.J湯姆遜開創(chuàng)了質(zhì)譜學(xué)的新紀(jì)元,而我國質(zhì)譜學(xué)的傳播與發(fā)展起步較晚,楊承宗教授領(lǐng)導(dǎo)的小組開始了尼爾型質(zhì)譜計(jì)的研制,并翻譯出版了蘇聯(lián)李克的《質(zhì)譜學(xué)》一書,從此進(jìn)入了我國質(zhì)譜學(xué)的啟蒙時(shí)代。

  上世紀(jì)60-70年代是我國質(zhì)譜學(xué)的成長與發(fā)展階段。1980年9月22日在浙江杭州召開了中國物理學(xué)會(huì)質(zhì)譜分會(huì)成立大會(huì)。從此,我國質(zhì)譜學(xué)的發(fā)展進(jìn)入了一個(gè)嶄新的歷史階段。理事會(huì)根據(jù)近年來質(zhì)譜的發(fā)展?fàn)顩r,適應(yīng)交叉學(xué)科的發(fā)展,將學(xué)會(huì)各分會(huì)按專業(yè)劃分設(shè)置為無機(jī)質(zhì)譜、有機(jī)質(zhì)譜、生物醫(yī)學(xué)質(zhì)譜、同位素質(zhì)譜、質(zhì)譜儀器與教育5個(gè)質(zhì)譜專業(yè)組。近年來,學(xué)會(huì)新增設(shè)生物質(zhì)譜專業(yè)組,由劉虎威副主任負(fù)責(zé)生物質(zhì)譜專業(yè)組及國際組織的協(xié)調(diào)工作。

  劉虎威表示:質(zhì)譜學(xué)會(huì)已成立40年,這是中國質(zhì)譜界的一個(gè)重要里程碑。在40年里學(xué)會(huì)走過了不平凡的歲月,在中國逐漸擺脫貧窮落后、改革開放后經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展的同時(shí),中國的質(zhì)譜基礎(chǔ)和應(yīng)用研究均上了好幾個(gè)臺(tái)階,已處于世界先進(jìn)水平。

坐熱“冷板凳”,國產(chǎn)質(zhì)譜尚需長久堅(jiān)持和投入

  質(zhì)譜儀器是一種非常重要的科學(xué)儀器,它可以用于化學(xué)、生物學(xué)、環(huán)境科學(xué)等多個(gè)領(lǐng)域的研究。目前,國內(nèi)已有多家公司生產(chǎn)質(zhì)譜儀器,國家在質(zhì)譜研發(fā)方面也投入了大量的資金。但就商品化的國產(chǎn)質(zhì)譜而言,劉虎威認(rèn)為:目前情況并不樂觀,無論是高檔還是低檔的國產(chǎn)質(zhì)譜儀,都無法滿足市場的需求。與國際知名企業(yè)如賽默飛、安捷倫、Waters、SECIX、布魯克、島津相比,我們的質(zhì)譜儀器還遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后。這是一個(gè)卡脖子的問題,如果美國及西方國家對中國實(shí)施質(zhì)譜禁運(yùn)政策,我們將會(huì)面臨巨大挑戰(zhàn)。因此,國產(chǎn)儀器廠商研發(fā)質(zhì)譜儀器時(shí)必須有長遠(yuǎn)的規(guī)劃和堅(jiān)定的信念。僅僅仿造別人的產(chǎn)品并不能解決問題,即使改變了外觀,但關(guān)鍵部件仍然是國外的,性能無法達(dá)到國外一流水平,用戶還是不愿意使用。

  據(jù)了解,島津已將其質(zhì)譜生產(chǎn)線搬到蘇州,這一方面對我國就業(yè)市場有利,另一方面,我們應(yīng)該學(xué)習(xí)他們的管理經(jīng)驗(yàn)和創(chuàng)新精神,尤其是他們能夠幾十年如一日、坐熱‘冷板凳’的精神。這是我國企業(yè)家缺乏的精神,是一個(gè)重要的問題。如果我們的企業(yè)家和研發(fā)人員不努力,不解決上述關(guān)鍵部件、追求卓越性能的問題,再過三五年,我們的質(zhì)譜儀器仍將處于落后狀態(tài),仍然是二三流水平,頂多能滿足國內(nèi)低端市場的需求。這和芯片產(chǎn)業(yè)是一樣的問題?!拔业脑捒赡鼙容^悲觀,對于我們的企業(yè)家、研發(fā)人員可能是一個(gè)打擊,但是我想這個(gè)話不得不說?!?/p>

  此外,國產(chǎn)質(zhì)譜要發(fā)展,還需要加大投入。國家這幾年投入很大,科技部設(shè)立了多個(gè)質(zhì)譜相關(guān)儀器專項(xiàng),但相比于一臺(tái)質(zhì)譜儀器的研發(fā)來說,這些錢還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠;而且這些經(jīng)費(fèi)的投入效率究竟怎么樣,也還要打問號。我最近了解了杭州的譜育/聚光,他們上市后可以拿出1個(gè)億甚至幾個(gè)億來研發(fā)質(zhì)譜,譜育的研發(fā)人員已經(jīng)有1,000人,這樣大的體量、這樣大的隊(duì)伍,才是做質(zhì)譜儀器應(yīng)該的樣子,我希望他們能夠做好,真正為補(bǔ)齊我國質(zhì)譜儀器的短板,再加一塊磚添一片瓦。

國產(chǎn)質(zhì)譜如何創(chuàng)新?

  作為色譜和質(zhì)譜專家,劉虎威課題組近年來在脂質(zhì)組學(xué)方面不斷實(shí)現(xiàn)突破,比如使用正相/反相二維液相色譜-質(zhì)譜在線聯(lián)用研究脂質(zhì)組學(xué),該方法自動(dòng)化程度高,分離效果好,一次進(jìn)樣可以分離8000種以上的脂類分子,且定量精度高。在熱點(diǎn)的敞開式離子化技術(shù)研究領(lǐng)域,劉虎威課題組開發(fā)了PALDI氣相解離離子化技術(shù)和SALDI表面輔助激光解吸/離子化技術(shù),可增強(qiáng)DART MS實(shí)時(shí)直接分析質(zhì)譜的靈敏度,有望用于環(huán)境分析、食品分析的快速檢測領(lǐng)域。此外,課題組還發(fā)展了超高靈敏度生物疾病標(biāo)志物的檢測技術(shù),尤其在癌癥早期診斷方面取得了一系列的成果,如利用新型兼具質(zhì)譜增敏和信號放大策略的質(zhì)譜探針,構(gòu)建常壓質(zhì)譜免疫分析平臺(tái),具有高靈敏度、多重定量、樣品消耗少、操作方便等優(yōu)點(diǎn),實(shí)現(xiàn)了zmol的蛋白質(zhì)檢出限以及最低13個(gè)細(xì)胞表面3種蛋白質(zhì)的定量分析(J. Am. Chem. Soc., 2019, 141, 72-75)。

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通過篩選和驗(yàn)證建立血漿脂質(zhì)生物標(biāo)志物模型,其中分析方法就采用正相/反相二維液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用(NP/RP 2D LC-QTof MS)分析方法

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超靈敏環(huán)境質(zhì)譜免疫分析:血清和細(xì)胞表面蛋白質(zhì)的多重檢測

  劉虎威再次談到國產(chǎn)質(zhì)譜的發(fā)展時(shí)表示,質(zhì)譜儀器的發(fā)展歷史悠久,自1906年J. J. 湯姆遜獲得第一個(gè)Nobel獎(jiǎng)后,已有100余年,迄今已相當(dāng)成熟。各種質(zhì)量分析器充分發(fā)展,甚至傅里葉變換離子回旋共振、Orbitrap等高端技術(shù)也已得到廣泛應(yīng)用,在質(zhì)量分析器上難有更大突破。然而,作為質(zhì)譜關(guān)鍵技術(shù)之一的離子源,其離子化效率仍然存在很大的提升空間,國產(chǎn)質(zhì)譜可以將其作為發(fā)展重點(diǎn)。當(dāng)前離子源的離子化效率只有5%~15%的水平,如果能夠?qū)崿F(xiàn)80%的離子化效率,質(zhì)譜的靈敏度將大幅提升。目前先進(jìn)的分子醫(yī)學(xué),強(qiáng)調(diào)從分子水平上來探究醫(yī)學(xué),而質(zhì)譜可一次精準(zhǔn)地檢測多個(gè)分子,是非常理想的技術(shù),目前的挑戰(zhàn)仍是靈敏度,如果通過離子源的創(chuàng)新,大幅提高離子化效率,就能進(jìn)一步提升靈敏度,將會(huì)在分子醫(yī)學(xué)領(lǐng)域發(fā)揮更大的作用。

  此外,在質(zhì)譜應(yīng)用方面,我國已經(jīng)擁有了龐大的應(yīng)用隊(duì)伍,因此在應(yīng)用方面能夠不斷進(jìn)行創(chuàng)新?!叭绻趹?yīng)用創(chuàng)新的同時(shí),進(jìn)行離子源的創(chuàng)新大幅提升靈敏度,最后達(dá)到集成創(chuàng)新,把中國的質(zhì)譜儀做好,這是我最大的希望?!眲⒒⑼f。

對中國質(zhì)譜的祝福

  最后,劉虎威對中國質(zhì)譜寄語時(shí)說:“質(zhì)譜學(xué)會(huì)成立40年是一個(gè)重要的里程碑。在這里,我向中國質(zhì)譜界的前輩們表達(dá)敬意,向現(xiàn)在的質(zhì)譜同仁們致以祝賀,向質(zhì)譜后輩和學(xué)生代給予勉勵(lì),希望大家共同努力繼續(xù)把中國的質(zhì)譜做好。在質(zhì)譜領(lǐng)域,中國與世界先進(jìn)水平相比還有很大的差距。過去的116年里,國際的質(zhì)譜研究已經(jīng)取得了很多成果,而我們?nèi)孕璨粩嗟刈汾s和超越,更加深入地研究質(zhì)譜技術(shù),不斷創(chuàng)新和發(fā)展,提高我們的科研水平和儀器制造水平。更重要的是質(zhì)譜學(xué)會(huì)能夠把中國的質(zhì)譜界同仁們團(tuán)結(jié)起來,為質(zhì)譜人提供了一個(gè)交流、學(xué)習(xí)和分享的平臺(tái),共同推動(dòng)質(zhì)譜技術(shù)的創(chuàng)新和發(fā)展。最后,我祝愿質(zhì)譜的后輩們,有更多的研究生投身質(zhì)譜事業(yè),希望再過40年或更短的時(shí)間內(nèi),中國質(zhì)譜能夠創(chuàng)造出輝煌時(shí)代?!?/p>

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