前言:安捷伦科技在五月发表了全球第一片LC-Chip/MS,用以取代传统复杂的LC分离管,这项成果将有助于蛋白质体学的研究,以及制药业应用于分离与确认生物化合物。
在生命科学领域普遍运用的液相层析质谱仪(LC/MS)微流体应用技术,日前有了重要的突破,在信息科技领域著名的安捷伦科技在5月发表了全球第一片LC-Chip/MS,用以取代传统复杂的LC分离管,这项成果将有助于蛋白质体学的研究,以及制药业应用于分离与确认生物化合物。
同时,安捷伦科技也发表了新一代的液相层析质谱仪(LC/MS)系统,透过仪器、软件、分离管及分析方法的整合,对于蛋白质及生物标记的敏感度及与精确度,将比过去更为可靠。
这两项新锐产品的发表,再次展现安结伦科技在生命科学领域的企图心,为了强调安结伦科技对该项产品的重视,发表会上安捷伦科技大中国区总裁詹文寅亲自到场,并将这两项产品视为安捷伦科技在生命科学领域上重要的里程碑。
此外,生命科学与化学分析暨制药解决方案北亚区经理Rodney Cheng、生命科学与化学分析事业部南区销售经理杨子誉、蛋白质体学软件产品经理Dr. Chakel、蛋白质体学市场发展经理Dr.Grimm也都到了发表现场。
安捷伦科技资深项目经理孙国栋指出,传统HPLC技术核心包括:前处理分离管、流路切换阀、雾化喷头及样品浓缩分离管。但整套流路连结构造颇复杂,不是每个人都能轻易操作。
「微流体装置」整合流程
安捷伦在技术上最大的突破,就是将前处理分离管、流路切换阀、雾化喷头及样品浓缩分离管四大部分,整合在一片比信用卡还要小的LC-Chip/MS里,亦即「微流体装置」(微流量是指在缩小化的装置中,处理极小量液体),节省了传统LC/MS系统所需接头的一半,同时也有效地降低易漏及死容积(对分离没帮助的体积)的可能性,进而提高感度、改进分析时的坚固性。
他强调,过去传统HPLC因为使用一般被动式帮浦,因此达不到柰升级(nl)要求,为了达到微流量,必须经过分流计以达到微流量,不过,这样的设计却很不稳定,经常造成阻塞的情形;安捷伦科技所研发的新一代LC-Chip/MS,则使用主动式分流器,一旦管路阻塞,即可透过背压回馈控制,让细微阻塞不受影响。
LC-Chip/MS另外还有一项好处就是可重复使用,尽管也有寿命限制,但相较于传统的HPLC,LC-Chip/MS的成本相对低廉,因为传统HPLC中先前处理分离管、MS喷头及样品浓缩分离管,几乎都必须更换,耗材的成本也是重要的考量。
依据实际使用经验,LC-Chip/MS的更换频率,随着样品复杂度成正比,亦即分析愈复杂的蛋白质体,更换频率将提高。
LC-Chip/MS采用雷射烧蚀制程技术,此一技术与喷墨打印机卡匣的制程相似。雷射在高分子膜片上烧蚀出管路、分离管及流体转接部分,这些模片压合形成内部三维结构,再经由雷射裁剪形成电喷洒末梢及芯片的最后形状。
随插即用(Plug-and-Play)突破传统
LC-Chip/MS技术的另一个组件是LC-Chip/MS接口,LC-Chip置于接口中而固定于质谱仪前,此一设计保证当芯片装置于接口时,电喷洒顶端可位于质谱分析的最佳位置。相对于传统LC分离管的更换必须花掉几分钟,新研发的芯片更换非常简单,并可于几秒中内完成。
安捷伦科技生命科学及化学分析事业群总裁 Chris van Ingen表示:「我们创造出新一代LC/MS的技术,LC-Chip未来可应用于蛋白质体学。这个新装置的弹性很大,我们可以预见,将多维分析及样品制备等功能整合于单一芯片的远景,此技术也是一种随插即用(Plug-and-Play)的装置,对于非专业的使用者来说也相当容易。」
除了体积小这项特点外,LC-Chip可以被制成内部分离管长度达40公分,且能充填任何层析分离的充填剂,此LC-chip/MS技术与安捷伦1100系列HPLC系统及1100系统LC/MS离子阱质谱仪完全兼容。 目前第一代LC-Chip率先用于蛋白质体学检测,未来发展将趋于多样化,譬如,未来一片LC-Chip有可能单一切换阀或同时多个切换阀,亦可能同时有多条分离管在里头,以应付复杂程度不一的检测。
至于用途则将朝向环境分析方面,例如毒物分析,例如多氯联苯;食物残留药物检测,禽畜类抗生素残留等;以及饲养海产所含的氯霉素。
蛋白质确认解决方案完整系统
安捷伦科技发表的另外一套系统,是针对蛋白质体学及制药业的液相层析质谱仪(LC/MS)系统,安捷伦科技的蛋白质确认解决方案,整合了仪器、软件、分离管及分析方法,成为蛋白质及生物标记在感度及确认可靠度上一个完整系统。
这套系统的设定及使用非常简单,是特别针对非仪器专业的使用者所设计,像是生物学及生医方面的研究人员安捷伦科技副总及IBS部门总经理 Fran DiNuzzo表示,质谱仪是众多技术中最具特殊性及选择性的检测技术,但是过去因为它的复杂性而限制了它在一般研究领域的使用。
而此一整合的系统,已经能将质谱仪带出质谱仪核心实验室,并交到生物学家手上,方便简易的操作性及性能,可以让使用者减少操作学习及故障排除上的时间、LC/MS系统系统架构于1100系列LC平台上,其功能包含了奈升流量帮浦及凡尔系统、分离管等针对蛋白质体学的应用。
这些最佳化功能提供了蛋白质体学应用所需的超低流量作业环境,LC系统提供在奈升流量极为稳定与准确的流量控制,让离子产出更加稳定,进而达到更高的质谱感度,以及最佳的蛋白质确认。
这套新系统可采用新的1100系列XCT Plus离子阱质谱仪,或原有1100系列XCT 离子阱质谱仪,这两种质谱仪都搭配了多重极柱离子阱及已改进的制造流程,能提供极佳感度、质量范围及分辨率。
而且,这套系统可以确认独特的胜?,进而减少错失胜?波峰的机会,并广泛地应用于复杂的胜?消化混合物分析。
而针对快速质谱数据分析,安捷伦科技Spectrum Mill MS蛋白质体学工作软件的质谱处理速度也增快了许多,同时降低蛋白质确认中伪阳性及伪阴性的结果。
主要是因为胜?扫瞄采内建的设计,使得分析工作更加容易,次数不仅减少,精确度也更高。
安捷伦科技公司档案
成立时间:1999年11月1日(自惠普公司独立)
总部所在:加州Palo Alto
员工人数:全球共有28000名
全球据点:30个
实验室据点:日本八王子市、苏格兰 Queensferry 以及中国北京 台湾安捷伦:成立于1970年(前身为惠普科技,1999年更名安捷伦),办公室分布台北、中坜及高雄,员工300人