融智智慧 | 跨越“鸿沟”，专利技术提升定量重现性

2021-12-16 23:23:16, 小融融智生物科技（青岛）有限公司

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众所周知，传统的MALDI-TOF MS由于其重现性不佳（RSD>30%），被认为只能应用于微生物鉴定、核酸分型等定性测试中，而无法实现定量分析。融智生物QuanTOF宽谱定量飞行时间质谱系统采用了专利的离子源和探测器耦合技术，减少了离子源边缘电场的干扰，靶板上不同空间位点间的重现性大幅提升，使MALDI-TOF定量分析成为可能。

基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱（MALDI-TOF MS），是基质辅助激光解吸电离（MALDI）这一“软电离”技术与飞行时间质谱（TOF MS）的完美结合，它为生物大分子（蛋白、核酸）的快速和高度可靠检测提供了新手段。其工作原理是：由离子源产生的离子通过脉冲电场加速后获得不同初始速度，进入飞行管并以恒定速度飞向离子探测器。离子质量越大，到达探测器所用时间越长；反之，则越短，根据这一原理把不同质量的离子进行分离。目前，MALDI-TOF MS在微生物鉴定、核酸检测等检测领域应用广泛。

01 基质辅助激光解吸电离离子源（MALDI）

基质辅助激光解吸电离（MALDI，Matrix Assisted Laser Desorption），是一种“软电离”技术，主要用于核酸、蛋白、多肽等大分子的离子化，常规离子化方法大分子容易解离成分子碎片， MALDI则可以解决激光解吸难挥发和热不稳定高分子样品的离子化问题，更容易获得单电荷的离子峰。

MALDI的基本原理是，把样品与合适的基质混合均匀并结晶，在真空下用一定强度的激光照射该混合物时，基质分子吸收激光能量气化，并与样品之间发生电荷转移，从而使样品分子被电离。

基质辅助激光解吸电离离子源（MALDI）工作原理示意图

02 传统MALDI所面临的挑战

在传统MALDI-TOF的仪器设计中，由于离子加速高压电场是加在样品靶板上，靶板不同位置上样品感应到不同的边缘电场，样品靶板上的高压电场分布不均，使得靶板中心点的样本和边缘的样本的质谱检测结果有明显差异。这种不均匀性所引起的误差极大影响了仪器的定性、定量分析的重现性，不同仪器的重现性则更加无法保证。

靶板的边缘电场效应

03 带有电连接的离子源和离子探测器

针对上述技术缺陷，融智生物QuanTOF新一代宽谱定量飞行时间质谱采用离子源与探测器电耦合的设计，减少了离子源边缘电场的干扰，使MALDI-TOF定量分析成为可能。

离子源与探测器电耦合设计

这种知识产权保护的全新设计使记录设备保持在接地状态，取代了传统MALDL-TOF因高压击穿而不得不设计的高压绝缘部件，降低生产成本，提高操作员的安全系数以及仪器的使用寿命；克服了高压电场分布不均，使得靶板中心点的样本和边缘的样本在电离及飞行时间分离的过程中存在差异的难题，大大地减少了离子源边缘电场的干扰，提升了MALDI-TOF MS定性、定量分析的精准度。

靶板及离子探测器同时接地，解决了靶板电场分布不均的问题

结论

离子源和探测器同时接地专利技术使得靶板电势为零，清除了边缘电场效应，靶板上不同空间位点间的重现性大幅提升。以糖化/非糖化血红蛋白为例，在24个不同靶点的测试显示，测试定量精度达98%以上。边缘电场波动的消失，对依靠激光在组织切片上扫描的质谱成像应用来说，也具有非常重要的意义。

血红蛋白β链糖化峰质谱图叠加图

注：三种不同糖化率样本：6%，9%及14%，每种样本重复24次点样测试(CV分别为1.39%、0.71%及0.62%，R2=0.9992)，共计72(3×24)次测试质谱图叠加图

技术白皮书封面图

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融智生物简介

融智生物科技（青岛）有限公司由资深质谱研发及应用专家团队创立。秉承 “汇聚科技的力量，让临床诊断更精准、更高效、更可靠”的使命，多年深耕高端质谱技术及其在临床检验和生命科学领域的应用，其拥有自主知识产权的“宽谱+定量”新一代高通量、高灵敏度飞行时间质谱，引领MALDI-TOF技术率先进入满足临床定量的新时代。

以“宽谱+定量”特性为核心，围绕核酸分型、蛋白分子指纹图谱、蛋白定量、分子成像等功能管线，融智生物在病原微生物鉴定、药物基因组学、肿瘤早筛、激素分子定量分析、高分辨率组织成像等诸多应用领域形成了“四位一体（硬件+软件+数据库+试剂盒）”的完整解决方案，为生命健康领域客户提供精准、快速、稳定的检验结果。融智生物在美国波士顿、中国北京、杭州及青岛拥有超过6000m²的研发中心以及第三方医学检测实验室，建有院士工作站、市级工程中心、分子诊断专家工作站。技术支持和售后服务网络已经覆盖东北、华北、华东、华南、华中、西北、西南等全部区域，可以及时为客户提供专业、周到的技术支持服务。

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