声音专栏|Run FAST迅捷的声波激发耦合质谱系统(Echo MS系统) II

Run FAST迅捷的声波激发耦合质谱系统(Echo MS系统)II

Hey，大家好，我是您的质谱应用专家刘婷，来自SCIEX中国市场部，负责高级解决方案的开发与支持。16年的一线应用经验，让我深感到质谱应用信息共享的重要性。无论是质谱前沿技术，还是常用技术的深入应用，都希望在我的这个专栏中能和大家分享。“婷视角，看分析“希望拓宽您的视野，进入美妙的的质谱应用世界。

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大家好，我们又见面了。上期内容我们介绍了Echo MS系统的研发背景和工作原理，了解到Echo MS系统的创新性在于：无需复杂的样品前处理，可实现每日100,000个样品的检测通量，并已被很多国际制药公司用于新药研发。同时，Echo MS系统在中国已经拥有了一个客户，该客户主要利用该系统进行药物研发工作。本期内容是上期内容的延续，主要结合具体实验数据，和大家聊聊Echo MS系统的应用案例。

目前，在多个国际药企中，Echo MS系统已成功用于生物分析（Bioanalysis），药物高通量筛选(High-Throughput Screening , HTS)，药代动力学（ADME），平行药物化学（Parallel Medicinal Chemistry, PMC）等研究领域。

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提到生物分析，超高的进样速度下，样品无前处理或仅仅稀释，Echo MS系统的重现性(Stability)、交叉污染 (Carryover)、灵敏度(Sensitivity)、线性范围(Linear Range)和基质效应(Matrix Effect)，这些参数上的表现又如何呢?

重现性方面，外标法条件下，人肝微粒体基质，每个样品0.4s的扫描速度，2.8min完成384次进样，实验结果[1]表明：四个化合物的CV%为5%-8%（n=96），和常规的LC-MS/MS相似（图1）。

图1. Echo MS系统384板测定，四个化合物的CV%为5%-8%（n=96）（摘自文献【1】）.

交叉污染方面，SCIEX实验室数据可以看出：在高、低浓度心得安（propranolol）样品间，都穿插一针空白，未发现交叉污染（图2）。

图2.无论高、低浓度，每个样品之间进样一针空白，未见交叉污染.

灵敏度和线性范围方面，和使用的ESI-MS质谱仪有直接相关性。Echo MS系统中质谱硬件为SCIEX Triple Quad 6500+系统，多个实验室的数据表明[1],[2],[3]：进样量仅为nL级别，小分子化合物，Echo MS系统也可达nM级灵敏度；生物样本、外标法条件下，3-4个数量级的线性范围已经被证实[2],[3]。

基质效应方面，面对未处理样本，或是简单稀释样本，由于进样量仅为nL级别, Echo MS系统并无明显的基质效应。这方面的详细说明，上期内容已做过介绍。

除了小分子化合物的测定外，Echo MS系统还可以应用于肽类，蛋白和单抗的分析，测量范围可谓广泛。

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了解了Echo MS系统生物分析的性能后，就很容易理解其在药物研发各方面的应用了。

药物高通量筛选是以细胞分子实验方法为基础，以微板作为反应载体，自动化操作系统执行实验过程，配合Echo MS系统的超通量分析，再合适不过。辉瑞的Wenyi[3]发现：在功能性酰基转移酶活性高通量筛选实验中，传统的辅酶A（CoA）荧光检测方式具有较高背景，这种方式减慢或混淆了真正的动力学测定；而声波激发-开放端口接口-质谱仪（Acoustic Droplet Ejection-Open Port Interface- Mass Spectrometry，ADE-OPI-MS）技术因其无需标记，在孵育中淬灭样品，可实现真正的原位动力学检测，且可以通过Echo MS系统获得的结果优化酶反应条件，结果真实可靠。

ADME研究中，常常进行高通量的细胞色素P450酶（CYP 450）的抑制性分析（Inhibition assays）来评价药物相互作用（Drug-Drug Interaction，DDI）；同时，也常常进行体外高通量代谢稳定性分析，从而指导药物的筛选和构型改造。实验室结果表明[2]：ADE-OPI-MS技术和LC-MS/MS测定结果具有一致性，且Echo MS系统提供快速、稳定的正、负离子切换性能。

平行化学和组合化学常常用于候选药物库的合成，在药物研发中，纳摩尔浓度级别的反应流能生成复杂的化合物体系，反应速度迅速，样品量有限，这就需要高通量、样品需求少的检测系统来配合检测。Echo MS系统每日多达100,000的样品检测速度和nL级别的进样量，完美解决这一难题。

最后，我们来总结一下本期的主要内容：

Echo MS系统在生物分析中具有六大优势[2]：0.4s一个样品，<8%的CV%偏差，无交叉污染，nM级别灵敏度，4个数量级线性范围，最小化基质效应，广泛的测定范围兼顾大、小分子(图3)；

Echo MS系统在多家药企，已成功用于生物分析，药物高通量筛选，药代动力学，平行药物化学等领域的检测工作。

图3. ADE-OPI-MS 系统性能总结 (摘自【2】).

本期主要介绍了Echo MS系统的性能和其在新药研发的成熟应用。下期内容，我们将畅想一下ADE-OPI-MS技术未来的可能发展和应用。谢谢大家的收听，我们下期再见。

参考文献：

1.JianHua Liu, et al.measurement of substrate-to-product conversion in protein matrices with high speed, sensitivity, and reproducibility.2018 ASMS Poster.

2.Chang Liu, et al.Acoustic-Droplet-Ejection to the Open-Port Probe Sampling Interface of MS (ADE-OPP-MS) - the Automated High-Throughput Bioanalysis Platform for Drug Discovery. 2019 ASMS poster.

3.Wenyi Hua, et al. Applications of Acoustic-Droplet-Ejection coupled Open-Port-Probe Mass Spectrometry (ADE-OPP-MS) for Drug Discovery: HTS and Bioanalysis. 2019 ASMS poster.