訪沃特世質(zhì)譜總監(jiān)舒放——大道至簡:從樣品到答案
——聽沃特世質(zhì)譜總監(jiān)舒放講述質(zhì)譜的故事
分析測試百科網(wǎng)訊 C&EN每年公布科學(xué)儀器公司前25位排名座次。有家公司總是排名在前五名,而與眾不同的是,這家公司以專注為其特色,他的業(yè)績?nèi)縼碓从谝合嗌V質(zhì)譜生產(chǎn)線;他的業(yè)績有力地證明了“投資并購”不是股市的唯一偏好。不錯(cuò),這家公司就是沃特世(Waters?)。在第34屆中國質(zhì)譜學(xué)術(shù)年會(huì)期間,分析測試百科網(wǎng)采訪了服務(wù)于Waters公司數(shù)十年的舒放先生,他在介紹Xevo TQ-XS三重四極桿質(zhì)譜新產(chǎn)品的同時(shí),概括了公司在發(fā)展歷程中如何實(shí)現(xiàn)了“大道至簡”,一次又一次地給業(yè)界帶來驚艷的極致產(chǎn)品。這也是在本網(wǎng)6月ASMS采訪Waters全球副總裁(http://www.wenwencn.com/news/25/n-1333125.html)后,Waters中國質(zhì)譜專家對(duì)Xevo TQ-XS新產(chǎn)品的一次中國文化意義上的詮釋。
從左至右:沃特世公司質(zhì)譜產(chǎn)品市場總監(jiān)舒放、分析測試百科網(wǎng)總經(jīng)理卞利萍、沃特世市場傳播經(jīng)理葉曉晨
Waters三重四極桿質(zhì)譜發(fā)展史:最終達(dá)到UPLC-MS的完美結(jié)合
舒放用“大道至簡”的方法形象地談到了Waters三重四極串聯(lián)質(zhì)譜的發(fā)展史,他說:“其實(shí)從儀器的顏色變化就可以看出Waters的發(fā)展歷史”。英國質(zhì)譜公司Micromass推出第一臺(tái)三重四極串聯(lián)質(zhì)譜是1984年,當(dāng)時(shí)前端聯(lián)接氣相色譜;90年代ESI技術(shù)問世,公司及時(shí)推出聯(lián)接液相色譜的三重四極串聯(lián)質(zhì)譜儀。那時(shí)公司認(rèn)為液相色譜僅僅是質(zhì)譜的進(jìn)樣器,所配的液相色譜外觀呈現(xiàn)各家五花八門的顏色。1997年Waters收購Micromass,Waters液相色譜成為質(zhì)譜的標(biāo)配,但仍保留自己的儀器外觀顏色。質(zhì)譜當(dāng)時(shí)的采集速度比液相色譜要快很多,所以質(zhì)譜人“挑戰(zhàn)”液相色譜人說:請(qǐng)為我們做一臺(tái)滿足質(zhì)譜需求的液相色譜儀。Waters花了7年時(shí)間于2004年推出UPLC,這時(shí)色譜人終于滿足了質(zhì)譜人的要求,UPLC設(shè)計(jì)成深藍(lán)色外觀,和質(zhì)譜顏色仍不統(tǒng)一。但UPLC速度快到要“倒逼”質(zhì)譜來提高采集速度,直到推出Xevo系列質(zhì)譜,才最終形成了液相和質(zhì)譜的完美聯(lián)用,成為一體化的UPLC-MS系統(tǒng),給用戶帶來整體化的完美體驗(yàn),整個(gè)系統(tǒng)的顏色也達(dá)到了高度統(tǒng)一。
客戶對(duì)三重四極串聯(lián)質(zhì)譜需求的變化
合規(guī)
儀器技術(shù)的發(fā)展來源于客戶需求的變化。舒放談到,以前質(zhì)譜的主要應(yīng)用是做研究;中國加入WTO后要符合世界法規(guī)的要求,也促使制藥和農(nóng)產(chǎn)品等的檢測技術(shù)要符合法規(guī),比如對(duì)于儀器原始數(shù)據(jù)的可溯源和不可更改等的嚴(yán)格規(guī)定。不久前FDA和CFDA公布的儀器召回大多是由于某些儀器在軟件方面不合規(guī),這將導(dǎo)致定量結(jié)果的偏差。所以,儀器的合規(guī)性尤其是軟件的合規(guī)性是當(dāng)前三重四極串聯(lián)質(zhì)譜的一大要求。Waters Empower?軟件一直是業(yè)界公認(rèn)合規(guī)性最好的色譜軟件,而質(zhì)譜的MassLynx?也很好地傳承了該特點(diǎn)。Empower和Masslynx也最終“聯(lián)用”為UNIFI?軟件。
靈敏度
其次是食品安全、環(huán)境領(lǐng)域和臨床檢測等領(lǐng)域正在大幅采用三重四極串聯(lián)質(zhì)譜做為定量分析的金標(biāo)準(zhǔn),它們對(duì)質(zhì)譜有非常嚴(yán)格的要求,比如對(duì)于靈敏度和選擇性都有很嚴(yán)格的法規(guī)規(guī)范要求。日本的肯定列表中,許多化合物明確要求“不得檢出”,這也許是WTO各國對(duì)于進(jìn)口產(chǎn)品設(shè)置的某種“技術(shù)壁壘”,但無疑,類似這樣的項(xiàng)目中永遠(yuǎn)需要使用靈敏度最高的儀器。靈敏度提高的另一個(gè)意義在于,靈敏度的提高將使進(jìn)樣量降低,既減少了前處理,同時(shí)也減少了儀器污染,減輕了客戶清洗儀器的負(fù)擔(dān)。最新款的Waters Xevo TQ-XS正是滿足這種需求,其靈敏度指標(biāo)達(dá)到了業(yè)界的最高水平。
臨床診斷等領(lǐng)域需要簡單的解決方案
第三,臨床診斷在未來將成為三重四極串聯(lián)質(zhì)譜的強(qiáng)勢增長點(diǎn),因?yàn)樗P(guān)注每個(gè)人的健康。臨床診斷市場的特點(diǎn)除了法規(guī)要求更嚴(yán)格外,還需要提供簡單的整體解決方案的供應(yīng)商。在中國,廠商出售的用于臨床診斷的每一臺(tái)儀器都要通過國家醫(yī)療器械認(rèn)證(IVD),人們可以通過CFDA網(wǎng)站查詢到通過IVD認(rèn)證的儀器。Waters早在多年前就開始認(rèn)真執(zhí)行認(rèn)證,已有多套液質(zhì)聯(lián)用系統(tǒng)通過IVD認(rèn)證,并廣泛應(yīng)用于新生兒遺傳病篩查等諸多領(lǐng)域。隨著臨床診斷市場趨于規(guī)范,開展質(zhì)譜檢測的臨床醫(yī)療機(jī)構(gòu)將會(huì)強(qiáng)制性選購那些通過IVD認(rèn)證的合規(guī)質(zhì)譜儀器。
一臺(tái)儀器獲得所有結(jié)果
第四,客戶一直以來有一個(gè)希望就是:一臺(tái)儀器,獲得所有結(jié)果。以前的質(zhì)譜技術(shù)尚難以達(dá)到,而Xevo TQ-XS上實(shí)現(xiàn)了這一突破。一臺(tái)儀器,獲得所有電離方式的結(jié)果:首先,用Unispray離子源,一針進(jìn)樣即可獲得原來需要ESI/APCI/APPI三個(gè)離子源的所得結(jié)果,這對(duì)篩查和定量非常有用;其次,在同一臺(tái)儀器上使用APGC離子源,還能獲得氣相色譜電離的結(jié)果。
舒放還補(bǔ)充說,從應(yīng)用層面上講,三重四極串聯(lián)質(zhì)譜的應(yīng)用領(lǐng)域?qū)?huì)越來越細(xì);只要發(fā)現(xiàn)新的方向,沃特世都會(huì)與客戶一起開發(fā)新的方法。
Xevo TQ-XS的核心特性
沃特世新一代串聯(lián)四極桿質(zhì)譜儀——Xevo TQ-XS
基于上述客戶的需求,Waters推出了Xevo TQ-XS,舒放用具有中國文化特色的有容乃大、上善若水、大道至簡三個(gè)詞來詮釋其特性。
有容乃大
舒放談到,體現(xiàn)到沃特世的研發(fā)思路上,有容乃大即融合不同的色譜技術(shù)。由于化合物類型的不同,科學(xué)家發(fā)展了GC、LC、UPC2來進(jìn)行各種物質(zhì)的分離;對(duì)應(yīng)于質(zhì)譜,需要發(fā)展各種離子化技術(shù),同前端的分離手段聯(lián)用,最終的理想是,在同一臺(tái)質(zhì)譜儀器上,分析所有的化合物,實(shí)現(xiàn)全范圍化合物的分析結(jié)果。
GC/APGC、UPC2、UPLC涵蓋化合物分離的多樣性
以前,僅僅對(duì)于LC-MS聯(lián)用,就有ESI、APCI、APPI等多種電離源,客戶分析復(fù)雜的多種樣品,常需要更換離子源。而在Xevo TQ-XS上,Waters UniSpray集成了三種離子源的特點(diǎn),用戶再也不需要更換多種離子源,一針進(jìn)樣就能獲得全部結(jié)果。
APGC源是另一大創(chuàng)新,可以輕松分析來自于GC分離的非極性小分子樣品。這意味著在Xevo TQ-XS一臺(tái)儀器上,可以分析來自于GC、LC、UPC2的所有樣品。而從UniSpray切換到APGC,只需幾分鐘時(shí)間。
UniSpray和APGC,涵蓋幾乎所有化合物的電離范圍
用APGC源,很多人會(huì)問,和通常GC-MS的EI源在定量方面有什么差別?靈敏度是否滿足定量要求?
舒放談到,APGC進(jìn)行定量的優(yōu)勢在于,常規(guī)氣質(zhì)中的電子轟擊源(EI)能量很高,分子會(huì)產(chǎn)生更多碎裂,分子離子峰會(huì)很低;對(duì)定量來說常需要選擇其它離子峰來做碰撞碎裂,定量效果很難進(jìn)一步提高。而APGC是大氣壓軟電離方式,產(chǎn)生的主要是分子峰,只需選擇分子離子峰即可做MS/MS做碰撞碎裂,定量上具有先天優(yōu)勢。比如在二噁英檢測行業(yè),事實(shí)證明,GC-APGC-MS/MS聯(lián)用可以獲得比磁質(zhì)譜GC-MS更好的定量結(jié)果。該方法已經(jīng)被歐盟二惡英檢測的機(jī)構(gòu)進(jìn)行法規(guī)認(rèn)可,未來可能會(huì)取代磁質(zhì)譜GC-MS。
用GC-APGC Xevo TQ-XS測定0.5fg二噁英2,3,7,8 TCDD,信噪比S/N為19:1;對(duì)比磁質(zhì)譜上的最好結(jié)果是:10fg,S/N為15:1
上善若水
用上善若水形容“Waters”非常恰當(dāng),因?yàn)樗拿Q就是“Waters(水)”。上善若水就是Waters將“幫助客戶實(shí)現(xiàn)成功”作為自己的終極目標(biāo)。在合規(guī)、靈敏度、易用的整體方案、一臺(tái)質(zhì)譜完成所有分析、幫助客戶開發(fā)不同應(yīng)用等方面,Waters都以“上善若水”為行事準(zhǔn)則,不斷幫助客戶完成挑戰(zhàn),走向成功。
針對(duì)用戶面臨定量領(lǐng)域靈敏度的更高挑戰(zhàn),Xevo TQ-XS首先驗(yàn)收業(yè)界最高的靈敏度指標(biāo),而且公布在全球的官方網(wǎng)站上;其次Xevo TQ-XS大大增強(qiáng)了對(duì)不穩(wěn)定化合物(如內(nèi)源性膽固醇、維他命D)的分析性能;同時(shí)對(duì)于UPC2和質(zhì)譜聯(lián)用也大幅提高了靈敏度和穩(wěn)定性。舒放進(jìn)一步闡述了Xevo TQ-XS如何通過幾大重要技術(shù)改進(jìn)來提升靈敏度。
1、 離軸StepWave透鏡,減低中性噪音,提高活性化合物分析能力
在質(zhì)譜中的離子傳輸系統(tǒng)中,很多化合物尤其是活性化合物不能保持原來的狀態(tài)(intact)而發(fā)生斷裂;Xevo TQ-XS使用創(chuàng)新的離軸StepWave調(diào)諧透鏡,使用更精準(zhǔn)的電壓升幅(ramping)控制,可應(yīng)對(duì)更多挑戰(zhàn)性的化合物;能夠以更加可控的方式從氣流中提取離子,使被分析的化合物保持最原始的分子狀態(tài)。比如維生素D的質(zhì)譜分析,市場上其它產(chǎn)品的一級(jí)譜中,看到的都是失水峰而不是原始的化合物分子離子峰;Xevo TQ-XS中能清晰地看到分子離子峰,用原始維生素D分子離子峰做MRM定量分析,無疑可以獲得更高的靈敏度。
全新StepWave XS離軸離子傳輸技術(shù)在提供出色靈敏度的同時(shí),確保在多次進(jìn)樣之間的極高重現(xiàn)性,即使面對(duì)最低的化合物濃度,也能實(shí)現(xiàn)可靠的定量分析。StepWave XS以更加可控的方式從氣流中提取離子,中性化合物和氣體負(fù)載的被主動(dòng)清除,而離子將被主動(dòng)轉(zhuǎn)移至質(zhì)量分析器,有效提升了分析靈敏度和穩(wěn)定性。
Xevo TQ-XS做維生素D系列化合物的全掃描圖,可看到未失水的分子離子峰
2、 UniSpray放電桿通過康達(dá)效應(yīng)提升離子化效率
UniSary離子源在噴霧束流中心設(shè)計(jì)了一個(gè)有效的高壓放電桿,束流沿電桿的曲面產(chǎn)生康達(dá)效應(yīng)直對(duì)進(jìn)樣錐孔,通過壓力和剪切力產(chǎn)生小體積的二級(jí)帶電液滴,提升脫溶劑和液滴蒸發(fā)的功能,增加離子化過程中的離子汽化和去溶劑化,從而提高離子化效率,提高靈敏度。
速度為100m/s的ESI氣化噴霧轟擊帶電1KV的放電桿;10 μm的霧滴可以降到2.4 μm從而增加汽化和去溶劑化;氣流沿電桿的曲面直對(duì)進(jìn)樣錐孔產(chǎn)生康達(dá)效應(yīng)(Coanda Effect)
康達(dá)效應(yīng):通過壓力和剪切力產(chǎn)生小體積的二級(jí)帶電液滴,提升脫溶劑和液滴蒸發(fā)的功能,提高離子化效率,提高靈敏度
大道至簡
從使用體驗(yàn)上,Waters不斷追求提供簡便、一體化的操控體驗(yàn),大道至簡,助用戶實(shí)現(xiàn)“從樣品到答案”的愿望。LC-MS儀器的完整統(tǒng)一和簡化;Waters在軟件上還針對(duì)不同應(yīng)用開發(fā)了許多工作流程,在軟件的智能化、自動(dòng)化上做了大量的工作,使用戶能夠更容易上手,能夠?qū)崿F(xiàn)從“開始—采集—結(jié)果”的簡單流程。
大道至簡還體現(xiàn)在:沃特世始終圍繞“Waters”來優(yōu)化所有的業(yè)務(wù),從樣品前處理,色譜、質(zhì)譜到色譜柱、標(biāo)準(zhǔn)品,應(yīng)用方法等;并逐漸放棄與“水”無關(guān)的業(yè)務(wù)。比如,在收購Micromass時(shí)放棄了無機(jī)質(zhì)譜;在后期發(fā)展過程中又逐漸放棄了GCMS和磁質(zhì)譜,以保持在核心業(yè)務(wù)上的絕對(duì)專注與聚焦。筆者不禁想起坊間流傳的喬布斯的故事,他把大量的其它業(yè)務(wù)改掉,而只專注于幾項(xiàng)核心業(yè)務(wù),并致力于提供“超出客戶期望”的劃時(shí)代的杰作。
正是用這種“大道至簡”的精神,Waters不斷實(shí)現(xiàn)著她的追求——“The Science of What’s Possible”。
誰是Xevo TQ-XS的客戶?
對(duì)靈敏度敏感的行業(yè)
舒放表示,在中國,Xevo TQ-XS將主要面對(duì)那些進(jìn)行定量分析、對(duì)靈敏度要求極高的法規(guī)遵從用戶。例如DMPK(藥物代謝和藥代動(dòng)力學(xué))、臨床、食品安全等行業(yè),首先這些行業(yè)相應(yīng)的法規(guī)要求都非常高;其次法規(guī)部門傾向于選擇比當(dāng)前執(zhí)行的法規(guī)靈敏度更高的儀器,以便更有把握來滿足法規(guī)要求,例如商檢部門、農(nóng)業(yè)部門、CDC,CRO等第三方檢測實(shí)驗(yàn)室等。
Xevo TQ-XS 儀器目前已經(jīng)安裝在Waters中國實(shí)驗(yàn)室。舒放表示,很多對(duì)靈敏度指標(biāo)敏感的用戶,都帶著以前難以分析的樣品來到實(shí)驗(yàn)室,希望在新儀器上嘗試進(jìn)行分析。如果測試結(jié)果能夠解決用戶的實(shí)際問題,相信有很多用戶將會(huì)選購這款最新的儀器。
“粉絲”們“粉”沃特世什么?
從Micromass到Waters,舒放把自己的青春和職業(yè)生涯奉獻(xiàn)給了Waters,他說:這是因?yàn)樽约合矚g為那些鐘愛Waters的“粉絲”們服務(wù)。許多鐘愛Waters儀器的用戶是Micromass質(zhì)譜技術(shù)的“粉絲”、或是Waters液相的“粉絲”。這些“鐵粉”大多追求軟件的專業(yè)與智能,看重合規(guī)性,對(duì)Waters質(zhì)譜與液相儀器之間的無縫對(duì)接有著深刻體會(huì),也看好Waters在技術(shù)創(chuàng)新過程中的不停鉆研精神。
關(guān)于舒放
舒放先生2004年由Micromass?公司合并加入沃特世(Waters?)后,一直從事Waters在中國戰(zhàn)略發(fā)展的市場活動(dòng)。加入Waters之前,舒放先生在中國科學(xué)院從事氣相色譜/高分辨質(zhì)譜儀的設(shè)計(jì)研究制造工作。從1989年起,舒放先生在英國VG公司中國代表處任銷售經(jīng)理,1997年起在Micromass中國代表處任總經(jīng)理。
舒放先生目前擔(dān)任Waters中國質(zhì)譜產(chǎn)品市場發(fā)展總監(jiān),致力于制定中國市場拓展戰(zhàn)略及推進(jìn)食品安全、制藥、環(huán)境、化工等領(lǐng)域的研究應(yīng)用。憑借廣泛的專業(yè)知識(shí)和多年的研究經(jīng)驗(yàn),舒放為客戶提供全面的解決方案,幫助客戶獲得成功。舒放先生從事多年質(zhì)譜工作,和分析儀器界及相關(guān)應(yīng)用領(lǐng)域用戶專家都有著廣泛的聯(lián)系和深厚的友誼。
關(guān)于沃特世
50多年來,沃特世公司(紐約證券交易所代碼:WAT)通過提供實(shí)用、可持續(xù)的創(chuàng)新,使醫(yī)療服務(wù)、環(huán)境管理、食品安全和全球水質(zhì)監(jiān)測領(lǐng)域有了顯著進(jìn)步,從而為實(shí)驗(yàn)室相關(guān)機(jī)構(gòu)創(chuàng)造了業(yè)務(wù)優(yōu)勢。
作為一系列分離科學(xué)、實(shí)驗(yàn)室信息管理、質(zhì)譜分析和熱分析技術(shù)的開創(chuàng)者,沃特世技術(shù)的重大突破和實(shí)驗(yàn)室解決方案為客戶的成功創(chuàng)造了持久的平臺(tái),已經(jīng)成長為一個(gè)業(yè)界眾所周知的整體解決方案提供商,覆蓋的領(lǐng)域包括:Separations Science分離科學(xué)、Standards and Reagents分析標(biāo)準(zhǔn)品與試劑、Chemistries消耗品、Informatics信息學(xué)產(chǎn)品、 Mass Spectrometry質(zhì)譜。
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