主题：【分享】LC-MS商品化的第二个十年

一些统计数据

　　近几年，ASMS会议吸引了6000名参加者提交了将近3000份报告或海报(2009年2730份，2008年2907份)。当然，我们必须记住最近的几年里，这些内容的权重已经远离了环境和工业应用，而转向生命科学(比如搜索2009年的摘要，关键词“peptide”，可以返回1023个结果);但一年一年参加人数的一致性，揭示了技术应用发展的趋势。例如“离子阱”和“四极杆”非常普遍(500个或更多)。此外，ASMS规定，商品名不能出现，但有些词汇却是唯一和不可避免的。比如： “Orbitrap”不仅是一个商标，同时也是新技术商业化的标志。在摘要中出现的“Orbitrap”，从2006年第一次出现在ASMS上的39篇，上升到2009年的429篇。同样，“Synapt”(Waters公司)把离子淌度作为一维垂直的分离，再加上质谱的分辨率或峰容量，这个词汇从2007年到现在，引用率有了3倍的增长。

　　ASMS会议自然是一个质谱(MS)的会议，但印象深刻的是，自2006年以来，“UPLC”(Waters公司推出的超高效液相色谱)这个词汇不是3倍增长，而是142倍。这一点之所以令人印象深刻，因为即使在今天，液相色谱(LC)仅仅被当作质谱的一个“进样 (inlet)”装置，相比之下，“HPLC”，长期被当作进样系统的词汇，返回了540个结果。
当今的技术发展水平

　　从最宏观的角度来看，在最近的几年里一些大型企业之间的收购和兼并似乎放缓，具有革命性的技术改进正在迅速发展，只有少数例外的公司技术更新较慢。安捷伦科技的四极杆和TOF技术已经跻身顶级行列，并继续推广它的芯片技术。Waters始终专注于TRIZAIC UPLC系统，另外在其质谱产品中增加了离子淌度技术，可直接控制样品以正交的方式进入质谱，在不同的分子构象横截面上使离子分层。赛默飞世尔科技在其拳头产品——离子阱和Orbitrap上稳步提高质谱的采集速度和分辨率，近期还推出了双压离子阱质谱，开始扫除离子阱技术在空间电荷和定量限制方面的障碍。

　　美国AB公司现已不作为一家公司存在，和Invitrogen公司(圣地亚哥，加州)合并以后已成为Life Technologies公司的一个品牌，Life Technologies公司是生物技术的制造商。这家公司继续和MDS Sciex公司合作，不断地提高其高端串联四极杆的技术。

　　基于以上的信息，我们可以预测一下质谱未来的发展趋势：

在数据库里查询“离子抑制”(ion suppression)这个词汇，返回69篇独立的摘要，说明这个问题很典型(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础上，遵循ESI，但ESI容易出现离子抑制现象，需要对技术不断地改进。
代谢组学(Metabolomics)今年有显著增长，返回139篇结果，前几年的数字是：2008年80篇，2007年46篇，2006年39篇，2005年54篇。
生物标识物(Biomarker)保持稳定，今年是355篇，2008年400篇，2007年350篇。
信息学(Informatics)这个太普通的词汇返回结果很少，只有10篇，而生物信息学(Bioinformatics)返回154篇，但比2008年已经下滑了，2008年是239篇。

当今的技术发展水平

　　从最宏观的角度来看，在最近的几年里一些大型企业之间的收购和兼并似乎放缓，具有革命性的技术改进正在迅速发展，只有少数例外的公司技术更新较慢。安捷伦科技的四极杆和TOF技术已经跻身顶级行列，并继续推广它的芯片技术。Waters始终专注于TRIZAIC UPLC系统，另外在其质谱产品中增加了离子淌度技术，可直接控制样品以正交的方式进入质谱，在不同的分子构象横截面上使离子分层。赛默飞世尔科技在其拳头产品——离子阱和Orbitrap上稳步提高质谱的采集速度和分辨率，近期还推出了双压离子阱质谱，开始扫除离子阱技术在空间电荷和定量限制方面的障碍。

　　美国AB公司现已不作为一家公司存在，和Invitrogen公司(圣地亚哥，加州)合并以后已成为Life Technologies公司的一个品牌，Life Technologies公司是生物技术的制造商。这家公司继续和MDS Sciex公司合作，不断地提高其高端串联四极杆的技术。

　　基于以上的信息，我们可以预测一下质谱未来的发展趋势：

在数据库里查询“离子抑制”(ion suppression)这个词汇，返回69篇独立的摘要，说明这个问题很典型(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础上，遵循ESI，但ESI容易出现离子抑制现象，需要对技术不断地改进。
代谢组学(Metabolomics)今年有显著增长，返回139篇结果，前几年的数字是：2008年80篇，2007年46篇，2006年39篇，2005年54篇。
生物标识物(Biomarker)保持稳定，今年是355篇，2008年400篇，2007年350篇。
信息学(Informatics)这个太普通的词汇返回结果很少，只有10篇，而生物信息学(Bioinformatics)返回154篇，但比2008年已经下滑了，2008年是239篇。


　　预测未来

　　做预测是一件既具有诱惑性同时又存在风险的事(如果印刷出来的话)。我在1997年的一篇文章中大胆地指出“接口发展的辉煌日子结束了”，后来似乎成为现实。最近在Strategic Directions一家市场调研公司的一篇报告中指出，在2008年，4家公司(安捷伦科技、AB公司、赛默飞世尔科技以及Waters公司)占据了70%的质谱市场，每家的份额在13%~25%之间。

　　该报告指出：

　　“尽管已拥有超过20亿美元的市场，但是质谱的需求量预期仍将大幅增长，目前全世界的经济处于弱势，但同时也得到了许多制药企业的支持。事实上，质谱技术在许多尖端产业的高端基础研究中是非常重要的工具，它们将贡献于质谱的增长，预期在2012年之前将以每年9%的需求增长。在可预见的未来，市场将被更先进的方法所引领，包括傅立叶变换质谱(FT-MS)、串联LC-MS以及四极杆飞行时间质谱(9)。”

　　这篇报告同时认为GC-MS预期的“典型”年增长率是5%，一半的贡献来源于旧设备的更新(据说这个数字是30,000套)，GC-TOF预期小幅增长，GC-GC串联(二维气相质谱联用)会有比较大的增长。

　　往往容易被忽视的是，即使在这种情况下，单四极杆LC-MS仍然占据一个核心地位，安装基础相对较大(报告中估计有7,000套)，安捷伦科技和Waters公司竞争激烈，以相等的份额占据90%的市场。

　　报告中指出QTOF已拥有4000台的安装量，正如我在2004年的预测一样，复杂度和性能提高使这种杂交技术非常适合各种定性和定量应用。(10)。

　　Waters公司QTOF产品开发部高级经理Alan Millar最近回顾了Waters公司在过去十年里的发展历程。从1993年推出单四极杆质谱平台以来，在过去的16年里，共推出了8款单四极杆质谱。1989年至今从Quattro型号开始共推出了11款三重四极杆质谱。从1996年推出的分辨率仅为5000(FWHM)的QTOF产品到今天新推出的G2系统分辨率高达50,000，在这13年里共推出了8款QTOF质谱产品;如果加上仅用于MALDI源的MALDI-TOF的数字，在相同的统计时间跨度内，上述统计数字很容易就翻了一倍。

　　质谱的价格主要取决于真空系统和控制能力这两方面，除了GC-MS，别指望高端质谱系统的售价会低于10万美元。另一个反驳观点是，任何标准的单四极杆LC-MS价格一般都低于10万美元，但其具有当今先进的四极杆技术，缺乏的只是一些更为复杂的质谱仪器的扩展功能。中位数(或称平均价格)，经常出现在各种描述中;除了高市场容量的仪器(单级四极杆或离子阱仪器)，和那些捆绑了特殊协议的仪器。但在没有陈述详细的技术规格时，你会发现高端的仪器价格相差不大。



　　技术的反复性

　　正如我们已经看到的，技术存在相当短暂的半衰期。有时，华丽的外表会衰败，仅能存活3~5年。有时在另一方面，技术必须要能支持应用——比如，TOF(飞行时间技术)等待了60年，在高速电子学、软件和大大改善的工程设计的推动下，才能使其成为今天这样切实可行的分析工具。软件变得更强大，硬件近年来也有明显改善，这些改进常常建立在我们对基本原理进一步理解的基础上。

　　最近的两项新技术说明，可靠的理论基础可以再现我们的优势。Bruker公司和Waters公司都陆续推出了新型的大气压下的GC源(APGC)，可装在LC-ESI-MS系统上。Waters公司此次商业化主要来自两方面的许可，DuPont 公司和Charles McEwen(现在的Houghton教授，美国费城科技大学化学与生物化学系)的研究成果。McEwen 最近也许由于其大气压固相分析探头(ASAP)技术的研究成果而更加的出名了。使用ASAP技术，操作人员简单地把样品放置在一管的底部，把管子插入加热的氮气中，样品将挥发，便可从该混合物中观察产生的离子。这同Horning在20世纪70年代的工作显然是直接相关的。(11,12)。

　　关于离子化的确切性质和机理的争论可能还会持续下去，虽然我们已经有了ESI，并能够很好地应用它。但在此期间，更快的色谱技术需要质谱具备更快的采集速度，还要保持一定的精确度。改进的软件使我们可以利用我们的优势——对同位素特性的理解，和我们的预测能力。更好的工程设计，更强大的质谱平台，可加深我们对气体动力学产生来源的理解，能够作更多样化的工作。

　　举例来说，Waters公司设计的APGC Xevo，将一个"mini-chamber(迷你腔)"放置在质谱ESI源入口与GC的传输管线之间，作为与LC和GC切换的关键部件，切换的整个过程只需5分钟的时间。记得没有很多年前，把GC和LC的接口放在同一台质谱上的想法，作为一个可行的投资回报预期方案被提出，然而它失败了，因为不合乎标准的GC性能，无论花费是多少，都是不可被接受的。今天，我们在LC源上很容易看到高达fg级的灵敏度。我们还看到近几年大气压下光化学离子化技术(APPI)的发展，展示了类似于EI的谱图，这时你意识到，同样的培训水平、同样的软件、同样的实验设计，我们已经习惯了LC-ESI-MS，现在已覆盖了更广泛的应用。

　　Michael P. Balogh—"MS — The Practical Art"编辑，Waters公司质谱技术发展部的首席科学家;罗杰威廉姆斯大学兼职教授;小分子科学协会(CosMos)创始人和现任主席，同时也是LCGC的编辑顾问。

如此好文，怎么没人顶呢？

谢谢分享，十分感谢。

re
http://www.findanalytichem.com/findanalytichem/content/printContentPopup.jsp?id=619632
英文版

十分感谢！谢谢

翻译的挺好，赞啊~~

LZ好牛，是自己写的还是转的？

帮忙支持一下，这么牛的帖子！

由于岛津推出LCMS-8030超快速三重四极杆液相色谱质谱联用仪，主流LCMSMS（三重四极杆）厂商酝酿降价应对。