LC-MS商品化的第二個十年（下）
當今的技術發展水平
從最宏觀的角度來看，在最近的幾年里一些大型企業之間的收購和兼并似乎放緩，具有革命性的技術改進正在迅速發展，只有少數例外的公司技術更新較慢。安捷倫科技的四極桿和TOF技術已經躋身頂級行列，并繼續推廣它的芯片技術。Waters始終專注于TRIZAIC UPLC系統，另外在其質譜產品中增加了離子淌度技術，可直接控制樣品以正交的方式進入質譜，在不同的分子構象橫截面上使離子分層。賽默飛世爾科技在其拳頭產品——離子阱和Orbitrap上穩步提高質譜的采集速度和分辨率，近期還推出了雙壓離子阱質譜，開始掃除離子阱技術在空間電荷和定量限制方面的障礙。
美國AB公司現已不作為一家公司存在，和Invitrogen公司(圣地亞哥，加州)合并以后已成為Life Technologies公司的一個品牌，Life Technologies公司是生物技術的制造商。這家公司繼續和MDS Sciex公司合作，不斷地提高其高端串聯四極桿的技術。
基于以上的信息，我們可以預測一下質譜未來的發展趨勢：
- 在數據庫里查詢“離子抑制”(ion suppression)這個詞匯，返回69篇獨立的摘要，說明這個問題很典型(2008年76篇、2007年64篇、2006年87篇)。目前LC-MS大量的分析成果建立在凝聚相的基礎上，遵循ESI，但ESI容易出現離子抑制現象，需要對技術不斷地改進。
- 代謝組學(Metabolomics)今年有顯著增長，返回139篇結果，前幾年的數字是：2008年80篇，2007年46篇，2006年39篇，2005年54篇。
- 生物標識物(Biomarker)保持穩定，今年是355篇，2008年400篇，2007年350篇。
- 信息學(Informatics)這個太普通的詞匯返回結果很少，只有10篇，而生物信息學(Bioinformatics)返回154篇，但比2008年已經下滑了，2008年是239篇。
預測未來
做預測是一件既具有誘惑性同時又存在風險的事(如果印刷出來的話)。我在1997年的一篇文章中大膽地指出“接口發展的輝煌日子結束了”，后來似乎成為現實。最近在Strategic Directions一家市場調研公司的一篇報告中指出，在2008年，4家公司(安捷倫科技、AB公司、賽默飛世爾科技以及Waters公司)占據了70%的質譜市場，每家的份額在13%~25%之間。
該報告指出：
“盡管已擁有超過20億美元的市場，但是質譜的需求量預期仍將大幅增長，目前全世界的經濟處于弱勢，但同時也得到了許多制藥企業的支持。事實上，質譜技術在許多尖端產業的高端基礎研究中是非常重要的工具，它們將貢獻于質譜的增長，預期在2012年之前將以每年9%的需求增長。在可預見的未來，市場將被更先進的方法所引領，包括傅立葉變換質譜(FT-MS)、串聯LC-MS以及四極桿飛行時間質譜(9)。”
這篇報告同時認為GC-MS預期的“典型”年增長率是5%，一半的貢獻來源于舊設備的更新(據說這個數字是30,000套)，GC-TOF預期小幅增長，GC-GC串聯(二維氣相質譜聯用)會有比較大的增長。
往往容易被忽視的是，即使在這種情況下，單四極桿LC-MS仍然占據一個核心地位，安裝基礎相對較大(報告中估計有7,000套)，安捷倫科技和Waters公司競爭激烈，以相等的份額占據90%的市場。
報告中指出QTOF已擁有4000臺的安裝量，正如我在2004年的預測一樣，復雜度和性能提高使這種雜交技術非常適合各種定性和定量應用。(10)。
Waters公司QTOF產品開發部高級經理Alan Millar最近回顧了Waters公司在過去十年里的發展歷程。從1993年推出單四極桿質譜平臺以來，在過去的16年里，共推出了8款單四極桿質譜。1989年至今從Quattro型號開始共推出了11款三重四極桿質譜。從1996年推出的分辨率僅為5000(FWHM)的QTOF產品到今天新推出的G2系統分辨率高達50,000，在這13年里共推出了8款QTOF質譜產品;如果加上僅用于MALDI源的MALDI-TOF的數字，在相同的統計時間跨度內，上述統計數字很容易就翻了一倍。
質譜的價格主要取決于真空系統和控制能力這兩方面，除了GC-MS，別指望高端質譜系統的售價會低于10萬美元。另一個反駁觀點是，任何標準的單四極桿LC-MS價格一般都低于10萬美元，但其具有當今先進的四極桿技術，缺乏的只是一些更為復雜的質譜儀器的擴展功能。中位數(或稱平均價格)，經常出現在各種描述中;除了高市場容量的儀器(單級四極桿或離子阱儀器)，和那些捆綁了特殊協議的儀器。但在沒有陳述詳細的技術規格時，你會發現高端的儀器價格相差不大。
技術的反復性
正如我們已經看到的，技術存在相當短暫的半衰期。有時，華麗的外表會衰敗，僅能存活3~5年。有時在另一方面，技術必須要能支持應用——比如，TOF(飛行時間技術)等待了60年，在高速電子學、軟件和大大改善的工程設計的推動下，才能使其成為今天這樣切實可行的分析工具。軟件變得更強大，硬件近年來也有明顯改善，這些改進常常建立在我們對基本原理進一步理解的基礎上。
最近的兩項新技術說明，可靠的理論基礎可以再現我們的優勢。Bruker公司和Waters公司都陸續推出了新型的大氣壓下的GC源(APGC)，可裝在LC-ESI-MS系統上。Waters公司此次商業化主要來自兩方面的許可，DuPont 公司和Charles McEwen(現在的Houghton教授，美國費城科技大學化學與生物化學系)的研究成果。McEwen 最近也許由于其大氣壓固相分析探頭(ASAP)技術的研究成果而更加的出名了。使用ASAP技術，操作人員簡單地把樣品放置在一管的底部，把管子插入加熱的氮氣中，樣品將揮發，便可從該混合物中觀察產生的離子。這同Horning在20世紀70年代的工作顯然是直接相關的。(11,12)。
關于離子化的確切性質和機理的爭論可能還會持續下去，雖然我們已經有了ESI，并能夠很好地應用它。但在此期間，更快的色譜技術需要質譜具備更快的采集速度，還要保持一定的精確度。改進的軟件使我們可以利用我們的優勢——對同位素特性的理解，和我們的預測能力。更好的工程設計，更強大的質譜平臺，可加深我們對氣體動力學產生來源的理解，能夠作更多樣化的工作。
舉例來說，Waters公司設計的APGC Xevo，將一個"mini-chamber(迷你腔)"放置在質譜ESI源入口與GC的傳輸管線之間，作為與LC和GC切換的關鍵部件，切換的整個過程只需5分鐘的時間。記得沒有很多年前，把GC和LC的接口放在同一臺質譜上的想法，作為一個可行的投資回報預期方案被提出，然而它失敗了，因為不合乎標準的GC性能，無論花費是多少，都是不可被接受的。今天，我們在LC源上很容易看到高達fg級的靈敏度。我們還看到近幾年大氣壓下光化學離子化技術(APPI)的發展，展示了類似于EI的譜圖，這時你意識到，同樣的培訓水平、同樣的軟件、同樣的實驗設計，我們已經習慣了LC-ESI-MS，現在已覆蓋了更廣泛的應用。
Michael P. Balogh— "MS — The Practical Art"編輯，Waters公司質譜技術發展部的首席科學家;羅杰威廉姆斯大學兼職教授;小分子科學協會(CosMos)創始人和現任主席，同時也是LCGC的編輯顧問。
參考文獻
(9) Strategic Directions International, Inc., Global Assessment Report, 10th edition. Market Forecast 2007–2012 published September 2008.
(10) M.P. Balogh, LCGC 22(2), 118–130 (2004).
(11) E.C. Horning, M.G. Horning, D.I. Carroll, I. Dzidic, and R.N. Stillwell, Anal Chem. 45, 936-943 (1973).
(12) D.I. Carroll, I. Dzidic, R.N. Stillwell, K.D. Haegele, and E.C. Horning, Anal. Chem. 47, 2369–2373 (1975).
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