地区：上海市 宝山区
关键词：中国计量科学研究院;复旦大学
成果类型：其它
成果领域：生物与新医药
成果编号：A2021061000002439
成果描述：
| 随着科技进步，环境、材料、乃至人类自身中痕量组分的作用，越来越受到人们的重视，许多超低含量物质甚至成为了决定环境安全、物质特性、生命过程的关键因素，如决定生命体征的单细胞内物质成分，血清中起生理作用的关键物质和重大疾病早期诊断标志物等含量水平极低，农兽药和真菌毒素等有毒有害物质含量即使远低于10-9g/g，仍然对人类健康造成了严重危害。准确高效测量这些超痕量特征物质已经成为现代分析科学最重要的目标。超痕量物质测量技术自身复杂性和仅靠单一因素提高检测灵敏度的方式已严重制约了相关领域的发展。因此，攻克超痕量物质精密测量关键技术、突破痕量物质测极限，满足生命科学和化学计量等重点领域的急迫需求，是彰显化学计量国际地位和计量科技支撑社会经济协调发展的重要机遇和使命。该项目围绕超痕量物质精密测量关键技术，在系统模型建立、离子精确操控、数据解析、装置研制和应用技术研究等方面取得了重要突破。形成了理论、方法、仿真、核心部件、算法、应用等系列成果，建立了超痕量物质精密测量新技术，研制出独特的超痕量测量质谱科学装置(灵敏度：1×10-16g利血平测量信噪比454，国际领先水平)。在该基础上，与美国普渡大学、北大、清华、复旦、浙大、北京蛋白质组研究中心等多个知名团队开展合作研究，在单细胞分析、修饰蛋白高通量鉴定、分子(或离子)-离子反应等基础前沿领域获得了多项创新性成果。系列关键技术直接应用于物质量国际关键比对和系列国家一级标准物质研制，并得到了检验和优化。主要创新点包括：(1)创建了超痕量物质精密测量系统模型，为物质量的精密测量提供了全链条系统解决方案；创制了基于超算的多物理场离子运动模拟仿真系统，为离子精确操控提供了创新性的数值模拟技术和全新软件工具。(2)提出痕量离子选择性传输与富集的理论模型、技术原理和实现方法，痕量离子富集达10000倍。(3)实现了弱极性易降解化合物的高效离子化，建立了纯物质中超痕量杂质的精细分离和选择性高效富集新方法，在纯物质纯度测量的国际核心关键比对中取得国际等效。(4)研制了基于溶剂辅助电场诱导解吸附/离子化的新型离子源；建立酪氨酸磷酸肽富集和质谱鉴定新方法；提出了基于多层吸附功能的样品处理新微型装置的蛋白质快速定量新方法；研发出复杂生物质谱数据解析新算法。项目获授权发明专利22项(其中国际专利4项)，软件著作权5项；发表SCI论文79篇(其中影响因子大于9的2篇，大于5的17篇)；应用项目系列关键技术，参加物质量国际关键比对取得国际等效，4项校准和测量能力(CMCs)获国际互认；研制国家标准物质19种(其中一级标准物质17种，10种填补国际空白)，2种标准物质的定值方法作为国际参考方法发布。制定国家标准和国家计量技术规范共3项。项目成果为多个企业提供技术支撑和服务，直接应用于国产质谱仪新产品研发和产品升级换代，标准物质应用于30个省市自治区计量技术机构和食品药品检测机构，有效提升了中国超痕量物质的精密测量水平，突破痕量物质测量极限，产生了显著的社会效益，有力地推动了相关行业和领域的自主创新能力。 |
