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908 Devices总裁专访:创新使分离与检测更简捷

2023.7.31
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小编

  用数字来命名公司是一种奇妙的想法,而数字背后的含义亦表达了创业者的初心。成立于2012年的908 Devices正在用创新的手提和桌面设备,为化学和生命科学分析带来革命性的变化。71届ASMS上,分析测试百科网采访了908 Devices 总裁Kevin J.Knopp,请他带我们一览新产品的特点,并分享手提质谱和台式质谱的全新应用。

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908 Devices 总裁Kevin J.Knopp(中)、908 Devices 技术市场总监 Kate Yu(左)、分析测试百科网总经理卞利萍(右, 手中拿的是908 Devices的MX908 手提便携式质谱仪)

创新品类 让分离检测更简捷易用

  Kevin Knopp博士是908 Devices的联合创始人之一兼首席执行官。Kevin 是一位经验丰富的高科技企业家,曾于2002年与合作伙伴共同创办Ahura Scientific,于2010年被赛默飞收购;此外他还一直担任Crystal IS的独立董事会成员,直到被Asahi-Kasei收购。在波士顿大学获得理学学士后,Kevin在科罗拉多大学获得电子工程硕士和光学博士学位。Kevin是20多项美国专利的发明人,十几种参考出版物的作者,他发明的产品曾获得R&D 100、Business Week IDEA、GSN、CPhI Gold、Cygnus和Frost&Sullivan各种奖项。

  2012年再次创业时,Kevin为公司取了个数字化的名字,直接结果是不仅在各公司按照自然顺序排名时位居前列,同时也引来很多人的好奇和关注。不错,0.908是离子阱质谱的关键参数,代表了捕获离子稳定区的极限值,是离子在阱中处于稳定与不稳定的临界值。用这个数值为公司取名,代表了908 Devices在质谱方面的雄心。

  Kevin说:“我们在11年前创立了908 devices,目标是实现分离、质谱的简单易用,创新分离和质谱的新类别。这样,我们可以接触到更多的用户,特别是那些不是质谱或色谱专家的用户。”

  此后,908 Devices创新了多种新的产品类别,包括手提和台式设备。比如创新的小型高压质谱(HPMS),可在大约1 Torr压力和1 微Torr真空压力下进行质谱分析(注:许多质谱工作在10-5 Torr或更低的真空下,离子阱质谱通常也工作在10-3 Torr真空压力下)。

  “我们有一整套技术,首先从让质谱变得简单开始;然后推出前端的毛细管电泳(CE),从而简化样品制备,加快分离速度;此外,我们发展了一套真正围绕机器学习的技术和算法,包括获取数据并从所有搜索引擎中获取信息的方法,从而给出确定的定性和定量结果。我们有这三大技术支柱,其中CE对于满足我们自己的HPMS非常重要,相关产品比如ZhipChip可以与市场常见的Thermo、Bruker或SCIEX 质谱无缝衔接,此外,908 Devices还为客户提供了诸如REBEL这样的创新产品。”Kevin说,“总体而言,我们力图使分离、质谱简单、快速、易于使用,以我们产品为基础的工作流程几乎无需方法开发,客户获得的是一套开箱即用的平台方法。”

908 Devices的代表产品

  Kevin接下来介绍了908 Devices的代表产品,主要包括手提产品和台式产品两大类。如果认为实验室质谱是一台超级计算机,那么908 Devices正试图生产像平板电脑和笔记本电脑一样的简捷设备。虽然人们仍对大型质谱有需求,比如TOF,timsTOF,Q-Exactive等实验室质谱仪;908 Devices关注的是手提和桌面设备,它们保持了高灵敏度和高选择性的特性,但让人们以更简单的方式使用它们。

  在908 Devices的手提便携式小型质谱中, MX908 可用于取证应用、药物测试、药物筛选应用,突破有毒工业化学品、杀虫剂等含量低的限制。

  此外,在制药、生物技术、政府和学术界,有许多应用可以使用便携质谱。908 Devices致力于加快分析速度,908 Devices 的另一款小型桌面质谱REBEL就非常适用于生物工艺和生物制药,以查看关键工艺参数和关键质量属性,不仅可开展一系列的小分子分析,还可以实现蛋白质表征、核酸分析,甚至用桌面产品用于多组学分析。

  ZipChip让CE-MS无缝连接

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ZipChip应用微流体芯片的毛细管电泳 可轻松实现CE-MS联用

  在这次质谱年会上重点展示的908 Devices的另一款产品是ZipChip, 它采用微流体芯片(microfluidic chip)技术,用于快速分离和分析复杂的生物样品。ZipChip采用了一种先进的离子迁移技术,结合微流体控制并与传统高分辨质谱无缝衔接对样品进行快速检测,为客户提供了高效的样品分离和分析简易工作流程。

  Kevin表示,908 Devices专注于CE-MS,通过创新让分析技术变得更简单。ZipChip将所有分析集成在一个芯片上,没有连接,没有死体积,是一种非常精简的分离方式。分析人员只需要让芯片通电,放入样品,然后等样品从出口的尖端流出直接产生纳极电喷雾(Nano-Electrospray),样品送入质谱即可得到分析结果。

  ZipChip利用微流体芯片中的纳米级通道,以极快的速度进行样品分离。它能够在几分钟甚至几十秒之内完成分离过程,比传统的色谱分离方法快得多。ZipChip通过微流体芯片中的微细通道和精确的电场控制,实现了高分辨率的样品分离。它能够分离复杂的样品混合物,并提供清晰的电泳峰。

  此外,ZipChip只需要极小量的样品,通常在1-8 纳升范围。这使得它适用于对稀有或昂贵样品的分析,同时减少了样品浪费。与常规仪器相比,ZipChip操作相对简单,无需复杂的色谱柱装置和样品预处理步骤,可以与质谱仪无缝连接,实现快速的在线分析并没有样品残留于色谱柱的担忧, 无需多于的清洗步骤。

  因此,以ZipChip微流体芯片为基础的CE-MS可用于各种生物分析应用,包括蛋白质分析、代谢物分析、糖类分析等。它对于样品的来源和类型具有较高的适应性,可以适用于复杂的生物样品分析。

  通过结合微流体芯片技术和质谱分析,ZipChip提供了一种快速、高效和低消耗的样品分离和分析解决方案,为生物分析领域带来了重要的创新。

  Kevin表示,ASMS是一次科学的盛会,908 Devices展示了许多应用的创新以及CE芯片的创新,比如展示了20张不同的技术海报,大多是908 Devices与业界合作者进行的,此外,908 Devices的科学家也就当前的多组学热点发表了精彩演讲,展示了CE-MS在代谢组学、自上而下、自下而上的蛋白质组学领域的多项成果。

  REBEL细胞培养基分析仪

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  REBEL是一款台式移动型CE-MS分析仪,使用户轻松实现at-line的细胞培养基分析。在不到10分钟的时间内对30多种成分进行检测,具有高度便携性、实时分析、简化操作、高灵敏度和选择性等优点,其便携性,快速分析能力以及小巧的体积使其非常适合at-line测试。它可以轻松携带到生产现场如生物反应器旁边,并随时进行即时的样品分析。使用REBEL进行at-line测试,操作人员可以迅速获取样品的化学信息与特征,以便实时评估产品质量、检测潜在问题或进行过程监控。

  REBEL中的小型质谱集成了多种关键的质谱分析组件和功能,包括离子化、离子分离、质量分析等。这种高度集成化的设计使得REBEL具备快速、高效的分析能力,可以在实时应用中进行样品分析。REBEL同时还具有直观的触摸屏界面和对用户友好的操作界面,能够即时显示分析结果。一旦样品进入质谱仪并进行分析,操作人员可以立即看到实验报告而不需要等待很长时间。

  MX908便携式质谱仪

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  基于一种创新的质谱方式,908 Devices研发出高压质谱(HPMS),并推出了MX908多任务手持质谱仪,主要应用于危险品、爆炸物的实时分析。

  MX908结合了多种质谱技术创新,包括质子转移反应质谱(PTR-MS)、表面电离质谱(APCI-MS)和电子离子化质谱(EI-MS)等。这些技术可用于不同类型的样品分析,提供广泛的化学覆盖范围。MX908还具备高灵敏度和选择性,能够检测低浓度的目标物质,并对复杂的样品进行准确的鉴定。它可以分析气体、液体和固体样品,并能够区分不同的化合物。

  由于具备内置电池,MX908可方便的由使用者带到任何检测现场在无需外部电源的情况下工作。而MX908实时分析的能力,使其能够在几秒钟内提供即时的结果报告。这使得用户可以快速获取化学信息,并做出迅速的决策或采取行动。

  MAVEN葡萄糖和乳酸Online分析仪

  2022年,908 Devices德国收购了德国trace analytics公司,并于今年1月推出MAVEN葡萄糖和乳酸在线分析仪。

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MAVEN葡萄糖和乳酸在线分析仪

  在发酵罐或生物反应器中,葡萄糖水平的波动,与不能频繁的测量和推注喂养相关,可能会导致代谢失调和不良的过程偏差。MAVEN的作用是能够在生物反应器中对葡萄糖和乳酸进行持续的自动监测,从而帮助客户控制葡萄糖水平,实现更好的过程分析。

  MAVEN的测量池通过预先配置的管道连接到安装在生物反应器中的扩散探针上。葡萄糖和乳酸分子足够小,可以通过半透膜扩散到缓冲液中,这意味着不会损失生物反应器的体积,也不会增加工艺污染的风险。

  “这是一种微流体组装技术,可连接到生物反应器中。”Kevin说道,“只有小分子可穿过半透膜,不需要取出任何细胞或任何蛋白质,就可以得到目标细胞或蛋白质,并将缓冲液运送到MAVEN的酶基电化学生物传感器进行测量,或者再将其转移到REBEL中进行CE-MS分析。”

更高通量成为质谱分析趋势

  在过去几届ASMS上,各种现象表明人们试图让质谱运行快上加快。Bruker timsTOF从二级质谱的采集速率开始加快,本届ASMS上赛默飞的Orbitrap Astral也显露出这一领域的创新。但是Kevin表示,色谱技术限制了质谱技术的提速。色谱法本身就很难加快速度,因为必须使用色谱柱。相较而言,毛细管电泳CE的速度比质谱更快。“事实上,我们必须放慢ZipChip的速度,让质谱跟上芯片分离的速度。我们已经看到这种发展趋势,这对我们的CE技术非常有利。”Kevin说道。

期待合作 持续创新

  Kevin认为,中国是一个非常好的市场,有极大的增长潜力,尤其在生物治疗、生物制药相关领域的增长更为迅猛。908 devices未来将在中国开展多项工作,助力相关产业的发展,比如通过美国和中国的紧密合作,即使在中国也能生产出美国食品药品监督管理局(FDA)批准的产品。

  中国展示出的巨大发展潜力,吸引了许多学者留学后回到中国,因此很多技术也得到了发展,学术领域的增长有很大潜力。“我们看到了宁波大学质谱研究院的海报,同时908 Devices与复旦大学的陆豪杰教授合作,用ZipChip开展聚糖的组学研究并发表了有影响力的论文。我们正在努力与关键的意见领袖合作,来共同拓展新的应用,甚至创造新的产品。”Kevin说道。

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