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

2020-06-22 05:02 SCIEX

sciex echo ms 迅捷 声音专栏

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)。

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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)。

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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。

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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.




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