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國產飛行時間質譜儀新突破打破國外壟斷


  來源: 儀器儀表商情網 時間:2015-10-10 作者:荊楚
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 儀器儀表商情網報道  毫厘之差,已遠不能形容現代科技測量的變化范圍。高新技術企業(yè)北京毅新博創(chuàng)生物科技公司研發(fā)的飛行時間質譜儀,能在納秒級對物質分子量進行測定,更敏銳地發(fā)現基因變化。記者日前獲悉,該技術產品已獲得北京市科委新技術新產品認證。
       1納秒相當于十的負九次方,即十億分之一秒,飛行時間質譜儀的精度可見一斑。通過這一技術,可測定基因、蛋白、糖基的變化,從而發(fā)現腫瘤、缺陷基因等突變,在優(yōu)生優(yōu)育、精準醫(yī)學、分子遺傳育種等領域有著極廣的應用。此前,該技術和產品均被國外壟斷。
       據項目工程人員介紹,該技術利用試劑把基因、蛋白質等生物大分子離子化后,在高能脈沖電壓作用下,讓其“飛一會兒”,最終通過測量離子飛行時間,計算分子量的變化,分析出基因或蛋白中發(fā)生的具體變化。
“精度可以達到分子量的千分之一量級。”毅新博創(chuàng)董事長馬慶偉介紹。在一般初中和高中的化學課本中,精確到個位數的分子量,已足夠人們去計算各種化學反應中物質種類、數量的變化。測量到千分位后,對分子內部變化都可以“明察秋毫”。舉例說,水的分子量是18,如果精確到千分位,就可知道水分子中不同元素的同位素比例,來自長江、黃河的水即使提煉為純凈水,也一樣可以迅速、精確地分辨出來。
       該項目運用到臨床中,可提前預警腫瘤。一位70歲的患者肺部出現陰影,但無法確診是否是腫瘤。通過飛行時間質譜儀,檢測到基因出現變化,并準確判斷出血液循環(huán)腫瘤DNA中“KRAS”基因發(fā)生了突變。這名患有結腸癌合并肺轉移的患者手術后,通過測量血液循環(huán)腫瘤DNA,術后第二周就可以發(fā)現基因突變,預警腫瘤復發(fā),而目前臨床檢測手段直到術后第八周才能確診腫瘤是否復發(fā)。
       據介紹,飛行時間質譜儀對腫瘤的檢測靈敏度,要比基因測序檢測提高十倍。基因測序需要將所有基因測一遍,才能發(fā)現突變基因;而飛行時間質譜儀可以很精確地檢測發(fā)生突變的基因位點。過去尋找基因中的突變靶位,需要幾天時間才能完成基因測序,解讀測序數據又需要花費幾周時間。而利用飛行時間質譜儀幾個小時就能完成檢測,速度提升數十倍,患者所花費的檢測費用也會大幅降低。
       高精度的飛行時間質譜儀應用非常廣泛。例如,用在優(yōu)生優(yōu)育領域,可以無創(chuàng)檢測侏儒癥、先天性耳聾等基因,完成產前檢查、新生兒篩查;用在分子遺傳育種領域,可以快速、準確找到優(yōu)勢基因,實現精確雜交,過去幾年才能完成的雜交育種篩選,有望一兩年內就能完成。目前飛行時間質譜儀已經開始在水稻、玉米、小麥等品種中建立基因數據庫,下一步將在花卉、蔬菜、奶牛、蛋雞等品種中開展基因數據庫的建設,為推出高產、高質的新品種奠定分子基礎。飛行時間質譜儀還可以用于病毒分析等微生物檢測。
       “之前,這一領域是外國技術的天下,現在終于實現中國‘智’造?!瘪R慶偉介紹,這項完全自主知識產權的技術,已經申請發(fā)明專利60余項。今年年底到明年年初,馬慶偉計劃與美國霍普金斯大學合作建立一個實驗室,讓這項新技術接受國際競爭與挑戰(zhàn)。

關鍵詞:飛行時間質譜儀,腫瘤,檢測    瀏覽量:750

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