原位分析,精准检测,质谱成像等领域,应时代之需火热发展。作为组学实验室不可或缺的TVNM,Q&A解惑篇的发布也势在必行。闲话少叙,我们往下看:
1.什么是TriVersaNanoMate多通道纳喷源
TriVersaNanoMate多通道纳喷源,是美国Advion公司于2002年初推出的基于多通道芯片技术的全自动纳升电喷雾离子源,也属新一代电喷雾质谱的多通道进样系统,特别适合药物及其代谢物、蛋白质、脂质、抗体、ADCs等样品的高通量分析、组学研究、药物研发、临床分析、精准医学、生物标志物发现与验证等等。
2.TriVersaNanoMate的功能是什么应用范围有哪些
五合一功能,简述为:
1)纳升注射分析(nanoinfusion):全自动nanoESI离子化,无需清洗,可无人值守;连续分析达400个样品,无残留无交叉。应用于脂质组学、代谢组学、非共(non-covalent)作用、NativeMS、PTM、ADCs、Histone、IntactProtein,等等。
2)nanoLC-MS接口:无缝联接nanoLC与质谱,电流感应在线监测喷雾连贯性,可3秒自动移换喷雾针,实现全自动、无间断运行。应用于核心蛋白质组学及临床蛋白质组学。
4)实施液滴萃取表面分析(LESA):通过吸取少量溶剂(1μL)对样品表面的指定位置进行微萃取,再行纳升注射分析,获取化合物的表面分布或轮廓信息。应用于组织切片实现小分子、蛋白、脂质等的无基质成像分布分析、材料表面分析、MALDI板再分析,等等。
以LESA模式对组织或TLC薄层板表面萃取分析
5)实施LESAPLUS:即通过吸取少量溶剂(1μL)对样品表面的指定位置进行微萃取后,萃取液再以六通阀引致微升柱或纳升柱分离和在线nanoLC-MS分析,实现复杂体系的组学或成像分析。
LESA-nanoLC/MS(LESAPLUS)
3.TVNM,LESA和LESAPLUS各代表什么?
TVNM即“TriVersaNanoMate”的缩写,多通道纳喷源;
LESA即液滴萃取表面分析(LiquidExtractionSurfaceAnalysis);
LESAPLUS是在LESA基础上的最新升级,可通过微升MicroLC或纳升NanoLC随后在线对萃取液实行分离并实时质谱检测,对复杂体系、抗体分析、蛋白分析等添加新的第四维度的分离。
4.与常规电喷雾离子化(ESI)或常规LC-MS液质相比,TVNM的优势在哪里?
与常规ESI相比,TVNM有诸多无可比拟的优势,比如:
1)TVNM是基于纳升电喷雾(nanoESI)原理,在脱附、去溶剂、雾化和离子化效率等方面均明显优于ESI,如更耐盐、耐基质等等。
2)TVNM的喷雾流速(20-500nL/min)远低于常规液质LC/MS(几百μL/min到1mL/min),即使样品量只有几微升,仍可充分利用并拉长分析,发挥质谱潜能。
3)最长可实现数十分钟的持续喷雾,能充分利用所联接质谱的多种关联扫描或信号累加功能。常规LC/MS无法做到。
4)实现纳喷阵列!多至400个半导体工艺喷嘴,经四十道精密加工工艺制成的芯片,喷雾重现。
5.与传统的纳升电喷雾nanoESI及nanoLC-MS相比,TVNM的优势在哪里?
与传统的nanoESI(以及nanoLC-MS)相比,TVNM具有更多优势,比如:
1)TVNM的核心是硅基喷雾芯片,上面均匀分布着400个精密加工的喷嘴,加工过程的高度一致性使喷雾的重现性大大提高。而且喷嘴是一次性使用,确保零残留。
多通道喷嘴,高度重现
2)传统纳喷的电场位于喷针和质谱进样口之间,而TVNM以喷嘴做反电极(长度为55μm,传统喷针约5cm,~1000倍的长度差异!),在喷嘴内的溶液和喷嘴外壁之间形成极强且稳定的电场,强度远高于传统纳喷,显著提升离子化效率,尤其对高水含量和含缓冲液Buffer的抗体药及偶联物ADCs等的离子化效率极高,获取传统nanoESI难以实现的质谱信号。
3)全自动进样,无需人工干预。
4)高通量,每天可处理几百个样品,对组学如代谢、脂质、酶反应监测等等研究有特效。
4)喷雾不易中断(有独特的SpraySensing功能),稳定性高,显著提升数据质量和定量准确度。
5)在线同步馏分收集功能,对低丰度蛋白质、代谢物和脂质等非常有效。
6)液滴萃取表面分析,可以对脂质、次生代谢物、蛋白质、药物或代谢物进行分布轮廓分析。这些是nanoLC-MS无法实现的。
7)样品盘可设定低温至4℃保护生物样品及组织。
6.芯片上的喷嘴是怎么适应不同流量的?如何应对堵塞?
有三种不同内径的喷嘴供选择,分别是2.5μm(20-60nL/min)、4μm(60-250nL/min)和5μm(200-500nL/min)。工作站通过“喷雾电流感应”(spraysensing)功能自动识别喷嘴是否堵塞,一旦发生可在3秒内自动移至下一个喷嘴。
7.馏分收集是如何工作的?
计算机自动识别对应色谱峰的馏分部位,并在线启动nanoInfusion纳升注射分析;或保存后,后续进行离线分析。
8.LESA是如何工作的?
LESA首先用扫描仪将样品(动植物组织切片、中药、薄层板、干血斑等平面类样品)扫描成图片,然后通过鼠标
LESA:DrugProfiling器官切片药物分布
9.LESA能否用于成像研究?
可以。液滴萃取表面分析(LESA)通过精确定位采样点,用1μL左右的溶剂对样品表面进行微萃取,再对萃取液进行质谱分析,不涉及真空和基质的使用。LESA的空间分辨率通常为0.6~1mm,最新的LESAPLUS约400μm;LESAPLUS更通过microLC或nanoLC对基质和待测物进行进一步分离,提高了复杂体系的检测分辨能力。
10.LESA除了成像,还能做什么?
LESA检测小鼠的体内药物代谢分布
11.微生物检测是否能通过TVNM实现?
可以。一些近期发表的文献报道了通过LESA对单独/共培养的细菌和真菌中的蛋白质、抗生素、代谢产物和毒素进行原位分析。(详情来函)
12.如果初期没有订购LESA,仅购买了TVNM源,以后可以升级吗?
早期的三合一功能的TVNM源,可以升级为LESA及LESAPLUS。LESA是一项独立功能,即使前期没有,也不影响后期添加。
13.TVNM与质谱的兼容情况?
TVNM在主流质谱厂商,如Thermo、Agilent、SCIEX、Waters、Bruker、Shimadzu的轨道阱、QTOF、FT、三重四级杆、混联质谱等的各型质谱上均可安装。
14.TVNM适用的分子量范围是多少?
TVNM对有机小分子和蛋白等生物大分子均适用。据文献报道,通过NativeLESA-MS检测到的tetradecamericGroEL已达~800kDa(分子量达80万Da)。这一质量范围是其他nanoESI及nanoLC-MS或常规LC-MS技术极难实现的。
很多,如脂质组学、代谢组学、植物次生代谢、糖组学、PTM、核心蛋白质组学等。如广为人知的“鸟枪法脂质组学”(ShotgunLipidomics)即是以TVNM为重要的基础技术支撑。
LESA直接分析植物根系,研究发育过程
16.动物如小鼠全身冷切片可以行使LESA无基质成像吗?组织会融化变质吗?
可以。(1)行使全身冷切成像;(2)组织不会融化变质。动物体如小鼠全身冷切片,放置在LESA载样板上,载样板或样品盘的温度可以保持在低温如4℃,配合LESA进程,避免出现过热或(像其他质谱成像技术那样容易发生的)组织表面因融化引起的凹凸不均质的现象发生,保障成像分析稳定重现。
17.LESA无基质成像可以定量吗?如何实现的?
LESA可以做到(1)相对定量成像;(2)绝对定量成像。外标法可判定药物(及代谢产物)在不同部位的相对浓度水平,做到相对定量;有的研究组利用喷涂仪,均匀喷涂内标,获取不同部位的(药物/内标)浓度比,相对定量;最近有学者开始尝试内标(如同位素内标)添加至组织后匀浆再冷冻及切片,和非匀浆法比对,验证绝对定量方法可行性。
18.LESA能否用于环境比如PM2.5的研究?
可以。已经见报诸多LESA用于环境毒理学研究的成果。某个研究组利用LESA实现了PM2.5颗粒物胶带的灵敏分析,剖析了颗粒物的化学组成。详情请来函索取。
19.TVNM目前的应用情况如何?
TVNM多通道纳喷源技术已经在800多个全球顶尖的实验室安装使用,这些实验室包括美国NIH等政府实验室;知名大学和研究机构如FTMS质谱发明人AlanG.Marshall实验室、Max-Plank研究所、脂质组学大师MPI的AndrejShevchenko实验室、伯明翰大学、ETH、宾州大学、斯坦福大学、PNNL、英国皇家学院、慕尼黑大学、剑桥大学、nanoESI发明人MannMathias实验室、UC戴维斯、波士顿大学、协和、生物物理所、中医药大学、大化所、蛋白质中心、出入境检验检疫中心、等等;跨国公司如Amgen、诺华、Roche、Merck、GSK、BMS、杜邦、等等。