长春质谱中心同时也是由国家科技部、中国科学院和吉林省三方联合共建的北方质谱研究测试平台,中心建立的可行性论证工作始于2002年9月,2003年3月在北京召开了筹备会,2004年4月正式挂牌运行。
中心是以高性能的7.0T傅里叶变换离子回旋共振质谱(FTMS)为核心,同时包括高通量的高效液相色谱-电喷雾-离子阱质谱仪、三级四极杆质谱仪和带有源后衰变(PSD)功能的基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱仪等多台大型质谱仪而组建的国家大型科学仪器中心,是国家有机质谱和生物质谱分析技术的开放研究中心和分析测试服务中心。
一、2006年主要工作
㈠质谱研究开展的工作。
基于中心的仪器设备以及原有工作基础和优势,中心主要针对生物质谱、有机质谱、高聚物质谱三方面开展研究工作。
1、有机质谱研究。
①中药复杂体系中化合物确认及结构鉴定的质谱新方法。利用现代软电离质谱技术, 针对长白山道地药材人参、刺五加、蒺藜、朝鲜淫羊藿、黄连、黄芩、附子、草乌等药材中皂苷、黄酮以及生物碱等不同种类的有效成分,总结出对中药复杂体系不同类型化合物具有共性的质谱裂解特点, 建立了中药复杂体系中各类有效成分快速确认及结构鉴定的质谱新方法,避免了复杂耗时的分离和衍生化步骤, 为中药现代化研究提供了有效的方法学。
②几何异构体及手性分子的区分研究。建立了区分中药复杂体系中皂苷类、黄酮类、生物碱、内酯类等几何异构体的多级串联质谱的简捷、灵敏、准确的分析方法。建立了利用FT MS的SORI CID技术、通过手性化合物与环糊精形成的包合物的质谱特征差异,达到手性识别的目的。
③有毒中药炮制配伍过程中减毒增效机制的质谱研究。利用现代软电离质谱技术,系统研究了有毒中药材附子、关白附、川乌、草乌、雪上一枝蒿等在炮制过程中化学成分在质和量两方面的变化规律,探讨了炮制条件对其化学成分的影响规律,初步阐明了乌头属类有毒中药炮制的减毒增效机理。为炮制方法的改进及规范化提供了科学依据。并建立了附子及乌头类剧毒中药的科学的炮制方法。这些结果不仅从理论上阐明了传统中医药理论中相须、相辅、相反、相使等配伍原则, 而且为有毒中药的合理使用提供了科学的指导原则和规范的质控标准。
④复方中药药效物质基础的质谱研究。在上述药对配伍研究工作的基础上, 创新性地运用软电离质谱新技术,针对经典方剂—“八味地黄汤”, 从化学角度阐明了其药效物质基础,初步揭示了其科学内涵, 为继承和发扬传统中医药提供了科学的方法学。
2、生物质谱研究。
①肿瘤相关抗原的软电离质谱研究。利用二维电泳和MALDI-MS等技术对肿瘤相关抗原β2-微球蛋白和甲胎蛋白进行分析,确定了这两种肿瘤相关抗原中含有抗原表位的最小片段序列.本项目在分析方法上有创新性的突破,目前已经申请发明专利。
②比较蛋白质组学的质谱研究。肿瘤多药耐药差异蛋白组学研究。采用蛋白质组学研究技术, 寻找肿瘤细胞发生耐药的标志性蛋白,为开发肿瘤耐药预测方法和寻找抗耐药肿瘤靶标新药的线索。心肌肥厚的差异蛋白质组研究。采用蛋白质组学的方法,以乳鼠心肌细胞为实验模型,研究在ARs激动的不同情况下心肌细胞蛋白质表达谱的变化,有助于全面、深入了解ARs在心肌肥厚中的作用机制。与耐药相关的人卵巢癌细胞COC1的比较蛋白质组学研究。以人卵巢腺癌细胞COC1和耐药亚株COC1/DDP为研究体系,探讨了药物剂量对卵巢癌细胞周期和凋亡率的影响,应用高分辨二维凝胶电泳分离技术进行总蛋白质分离和差异表达分析,寻找耐药亚株COC1/DDP细胞中差异蛋白质。
③中药活性成分的生物质谱筛选新方法研究。利用电喷雾质谱技术,系统研究了模型生物靶分子——环糊精与中药活性成分齐墩果酸非共价复合物的形成及其性质,为用质谱技术研究药物分子与生物靶分子的非共价复合物,建立了中药活性成分筛选的新方法。
3、高聚物质谱研究。
①聚合物的研究分析。利用MALDI-TOF-MS对样品进行质谱分析,进而获得聚合物样品的分子量、分子量分布和端基结构等重要信息; 并对聚合机理进行广泛研究。
②新型基质的筛选。到目前为止, 已筛选出对特殊高聚物具有专属性的新基质2个, 极大地丰富了高聚物质谱研究。
㈡共享服务不断取得新进展。
中心运转二年多以来,面向东北三省科研院所、大专院校以及企事业单位,利用现有的仪器设备开展了分析测试服务工作,提供了大量科学数据。目前,长春质谱中心的仪器资源利用情况如下:
1、院内:与长春应化所的高分子物理与化学国家重点实验室和国家电化学与光谱分析中心合作,开展高分子和表面活性剂的质谱表征研究工作。同时,作为应化所新药研究实验室的一部分,中心的仪器资源还承担着建设中药质谱分析平台的任务。
2、院外:大学:北京大学、吉林大学、长春中医学院、沈阳药科大学、东北师范大学、东北林业大学、吉林农业大学、长春工业大学、黑龙江大学、黑龙江中医药大学、湘潭大学、吉林农业大学、通化师范学院、延边大学。研究机构:卫生部长春生物制品所、哈尔滨前卫电子研究所、吉林中医中药研究院、国防科工委53所、中国医学科学院血液学研究所、中国农科院左家特产研究所、北京中医中药研究院。企业:东北制药总厂、沈阳沃森药物研究所、哈尔滨制药总厂、哈药集团、山西泰盛制药等。
3、中心正式运行两年来,共分配约3600个机时左右;其中,共享服务约占40%左右。在正常分配的机时之外,中心技术人员对中心仪器进行了维护,确保中心仪器正常运转。
㈢不断加强人才培养和队伍建设。
中心目前拥有实验室现有研究员3人,返聘研究员4人,并聘请了包括国际质谱学会主席R. G. Cooks教授在内的知名质谱专家5人作为荣誉教授及客座教授。已培养博士、硕士研究生80人、博士后11人,其中在读博士、硕士研究生21人,在站博士后4人,同时与沈阳药科大学、吉林大学药学院、长春中医药大学、吉林农业大学中药材学院、北京中医药大学等大专院校联合培养研究生11人。中心已形成实力较强、层次合理的人才队伍。同时还分别与德国、美国、香港、日本、乌克兰、俄罗斯等国家的大专院校和科研单位开展了广泛的国际学术交流与合作研究工作。“基于质谱学技术的中药复杂体系方法学及物质基础研究”项目获2006年度吉林省科学技术进步一等奖,发表论文21篇。
二、2007年度工作重点
㈠对中心现有质谱仪器及其配套设备进行分期分批优化改造,以使其能够更好地满足科研与测试服务要求。
㈡中心工作重点将立足于中心承担的国家重大项目,发展并建立新的质谱方法学研究,扩展质谱技术在环境科学、物理化学、生命科学、材料科学以及中药现代化研究与开发等方面应用,为国内各科研院所、大中企业提供优质的测试服务。
㈢进一步加强中心在东北三省的共享网络, 扩大中心的分析测试平台作用, 推进中心与国内外科研单位合作研究, 同时加强合作研究的人才培养, 推动国家重大项目的研究。
㈣继续深化本中心的学科发展。
㈤充分发挥在科学技术发展中的支撑作用,及在促进大型科学仪器资源的共建和共享的核心作用,进一步提高大型科学仪器的分析测试服务水平;逐步完善技术标准和规范,建立新方法和新技术。
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