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盛龍生教授眼中的Agilent 1100 LC/MSD TOF
《
生物技術世界》首席記者
文建平原發表日期：2007-4-6
5月12日，一個風和日麗、陽光燦爛的日子，在國家
教育部現代
中藥重點實驗室（籌）——
中國藥科大學安捷倫科技有限公司示范實驗室，面對記者而坐的是中國藥科大學分析測試中心盛龍生教授，國內藥物分析和色譜/質譜分析專家。清癯、健談而又彬彬有禮的盛教授指點著工作臺上一套外形精美的儀器，就分析測試技術在藥物研究中的作用接受了記者的采訪。
這是一套安捷倫公司在2002年推出的的液相色譜/質譜聯用儀。Agilent
1100 LC/MSD TOF，2004年才進入中國市場的新型儀器。Agilent 1100
LC/MSD及LC/MSDTrap早已進入中國市場，國內許多從事
生命科學、藥物研究、
食品安全及
環境保護等研究單位及有關企業均已購置，中國科學院、軍事醫學科學院、中國醫學科學院、農業部、國家
環保總局、中國興奮劑檢測中心及
北京大學、清華大學、中國藥科大學等許多著名高校都先后成為安捷倫的用戶。新的LC/MSD
TOF有什么特點呢？且聽盛龍生教授一一為記者道來。
任意組合的高壓液相色譜儀 Agilent 1100 LC/MSD
TOF由高效
液相色譜儀、飛行時間
質譜儀和數據分析系統組成。LC/MSD
TOF的高效液相色譜儀部分是組合設備，可以根據需要任意組合。可配備全自動進樣器，柱恒溫箱及各種檢測器。高效液相色譜儀有常規的、高通量的、微量的及制備型的，還可組合成二維色譜。
毛細管液相色譜儀適合于生物樣品，特別是
蛋白質組學和代謝組學的研究。
蛋白質組學研究比較復雜，一個樣品中有成千上萬種蛋白，酶解后混合物中的肽組分就更多，常用二維毛細管色譜分離。代謝組學研究也需要分離非常復雜的樣品，也用毛細管色譜法來分離。毛細管色譜的分離效果好，需要的樣品量也比較少，但消耗時間長。
性能優越的質譜儀 安捷倫有三種不同類型的質譜儀，這三種質譜儀這里的實驗室都有，他們分別是飛行時間質譜、
離子阱和四極質譜儀，離子阱有多級質譜功能，適合做目標化合物的定性和蛋白質組學研究。四極質譜儀用于常規定性定量，定量的線性和靈敏度好。飛行時間質譜的優點是高分辨，可以進行準確質量測定，得到化合物準確的分子量。
測定了成分的準確分子量后，就可以計算其可能的分子式，知道分子式就可知道這個化合物有多少個環和雙鍵。此外，同位素豐度比對分析未知化合物是非常重要的參數。對于未知化合物，如果推定的分子式的理論同位素豐度比和實驗測得的同位素豐度比相同的話，通常可對這個化合物進行確證。
Agilent
1100 LC/MSD
TOF飛行時間質譜的質量測定數據達小數點后第四位，常規測定誤差百萬分之二左右。這是因為儀器的關鍵部件，如飛行管道、高壓電源和數據檢測采集系統采用了新技術之故。這種儀器可用于復雜樣品中成分的在線鑒定。
盛教授告訴記者：“如果用液相色譜/質譜聯用技術從中藥中發現一個化合物，它的分子量、分子式是未曾報道過的，這有可能是新發現化合物。此時，應用制備色譜將其分離出來，確證其結構。如果確實是新化合物，應試驗其生物活性。現在，這是國內外日益重視的研究和發現新藥的一條途徑。”
質譜分析首先要把樣品轉化為離子，然后分離分析這些離子。現代離子化技術有三種，分別是電噴霧離子化（ESI）、大氣壓化學離子化（APCI）和基質輔助激光解吸離子化（MALDI）。電噴霧離子化（ESI）應用范圍廣，適合極性大、分子量大的化合物如蛋白質的離子化；大氣壓化學離子化（APCI）適合極性比較小的化合物如酮類、醚類化合物的離子化；基質輔助激光解吸離子化（MALDI）適合生物大分子化合物的分析，也可用小分子化合物。電噴霧離子化（ESI）和基質輔助激光解吸離子化（MALDI）的發明者都獲得了諾貝爾獎，而且都是用生物大分子做的研究。安捷倫的TOFMS系統可與這3種技術中的任何一種配合，應用范圍很廣，這也是安捷倫1100TOFMS儀器贏得用戶喜愛的原因之一。
目前，生產飛行時間質譜儀的廠家為數不多，安捷倫銷售的飛行時間質譜儀沒有串聯質譜功能，但使用簡便，價格低，質量測量范圍寬。這種儀器測定的質荷比（質量與電荷的比值）可達20,000。因為電噴霧離子化可使蛋白質帶多電荷，通常每1,000分子量就帶一個電荷，所以用質量范圍有限的常規質譜儀可以做分子量很大的蛋白質的分析。但是，要在生理條件下研究蛋白質，則需要用質量測定范圍寬的儀器。當然，用LC/MSD
TOF做小分子的分析更是方便。據聞，安捷倫也開發出了串聯儀器QTOF，今年可能推向市場。
安捷倫開發LC/MSD
TOF的初衷主要是瞄準制藥工業的小分子，但實際上大小分子都可分析，而且定性定量都可以做。幾年以前，安捷倫將LC/MSD及Trap推向市場之時，恰逢蛋白質組學研究如火如荼之際，如今中藥和天然藥物研究及代謝組學又蓬勃興起，LC/MSD
TOF產品的上市，為復雜體系的研究增添了新武器。
藥物研究的“眼睛” 作為中國從事藥學教學和研究最為著名的大學，分析測試儀器在其中起什么作用呢？面對記者的疑問，盛教授笑著告訴記者：“你別看這些冷冰冰的儀器，在藥物研究各個方面都少不了他們，他們就像是藥物研究的‘眼睛’，藥物的研究與開發，包括藥物在動物和人體中的藥代動力學、代謝物的研究要靠他們，藥物的生產、
臨床也要靠他們。透過這雙眼睛，可以鑒別真偽優劣，確定新化合物的結構，研究中藥藥效物質基礎。”
近十年來，銀杏的研究比較熱，特別是在德國，銀杏制劑和專利很多，早幾年前，中國藥科大學的研究人員用安捷倫的低分辨LC/MSD在銀杏提取物中分離出3種新化合物，并大量制備出來，其中兩個化合物已經確證了結構，并已申請專利，還開發成功一個二類中藥新藥。這說明先進的分析分離技術在天然藥物研究中可起很大作用，過去花很多的時間和精力做不到的，現在有了先進技術，很快就做到了。盛教授等希望用100
LC/MSD
TOF繼續深入研究中藥，為中藥現代化多做一些工作。
盛教授告訴記者，他的一個博士生在做三七皂苷的研究，研究范圍從三七原藥材的指紋圖譜到三七皂苷的成分鑒定，從主要成分的定量分析到三七總皂苷中主要成分的動物藥代動力學研究及三七特征成分三七皂苷R1的動物代謝物研究。三七皂苷中許多成分和人參皂苷一樣，但有些特殊成分，基本結構和人參一樣，官能團卻不一樣。三七總皂苷中有約四十種成分，關鍵是找到那些起作用和活性高的成分。他們正在研究靶
細胞與中藥的有效部位的相互作用，以快速篩選有效成分。
傳統的篩選藥物的方法是把所有的成分分離出來，一個個去試驗，現在他們采取用靶細胞篩選藥物——盛教授形象地稱之為“釣魚”（Fishing）的方法。例如，在生理條件下，把血小板在中藥混合物中放置一段時間，然后再分析中藥混合物中的成分，少了的必然是結合到靶細胞去了，這些成分可能是抗凝血或止血的成分（三七有抗凝血和止血雙向作用）。他們還將與血小板結合的有效成分釋放出來，用LC/MSD
TOF確證其結構。
中藥分析與組學研究 從事藥物研究幾十年，今天的盛龍生教授對中藥成分分析及代謝組學研究非常感興趣，中國藥科大學有關研究部門正在開展代謝組學研究，主要從事與藥學研究，尤其是和中藥有關的代謝組學研究。盛龍生教授計劃使用毛細管LC/MSD
TOF及基質輔助激光解吸離子化/飛行時間質譜MALDI/MSD
TOF來做代謝組學研究，MALDI/TOFMS的優點是分析速度快。
按照
中醫的觀點，人體生病，就是人體的內部生理和代謝的平衡遭到破壞。代謝組學和中醫一樣，把人體當作一個整體來看待，病變就是人體平衡發生了變化，通過監測代謝組的變化來監測疾病的變化，可尋找疾病的源頭。中藥服用后，能調節肌體內部平衡，從而達到治病的目的。因此，需要監測代謝組和蛋白質組的變化。蛋白質組學研究相當復雜，費用昂貴。代謝組學研究的是各種物質的代謝終端，測定對象是小分子化合物，故相對方便、可行。通過代謝組學的研究可能找到生物標記物（Biomarker）。中藥有效成分跟靶細胞相互作用不僅可能引起靶細胞內代謝組的變化，還可能引起整個機體的代謝組變化，研究細胞和整個機體的代謝組學，有可能搞清楚中藥的作用機制。
盛教授致力于將色譜/質譜聯用等技術應用到中藥的研究中，做一些與中藥現代化相關的工作。他們計劃從原藥材開始，到有效部位的指紋圖譜、成分鑒定、主成分定量，制劑研制、制劑主成分的藥代動力學、代謝物研究、與靶細胞的相互作用及代謝組學研究等，“從頭到腳（from
fingerprint to
footprint）”進行系統研究。這是一條困難重重之路，是巨大的挑戰，需要幾代人長期奮斗。但是，盛教授有幾十年從事藥物分析的經驗，有一個高水平的研究團隊，有安捷倫高端設備的鼎力之助，記者相信，他們能夠也一定會邁向成功。
聽完盛龍生教授清晰平和而又不乏熱情的敘述，在驚異于安捷倫產品高品質的同時，記者又不得不為他們的簡便好用而嘆服。哥德曾經說
自然是最偉大的一部書，在他每一頁的字句中都能讀到最深奧的信息。生命更是一部非常復雜的書，探索生命是一個偉大而光榮的歷程，是充滿困難和險阻的艱難之旅，科學家迫切需要更高效率、更多功能的研究工具。記者寄望像安捷倫這樣杰出的生命科學與化學分析設備商能研制出更為先進的設備，為生命解密、造福人類作出新的貢獻。
