质谱(Mass Spectrometry, MS)与药学研究 (5)

缘何碎片质更高 反常里面藏玄妙 质谱是一门试验科学,而试验科学的精髓就是尊重试验的结果,这一点是我们搞试验人员必须时刻要牢记的。“试验”不是“实验”,你要不断的去尝试,尤其是别人没有尝试过的东西(包括动手的尝试和动脑的尝试),而不是总重复别人,如给本科生上实验课一样。如何才能体现对试验的尊重呢?!千万不要用自己已知的经验去限定未知的试验现象,这可能也是专家(这里特指那些只会吹嘘,没有实践经验的人,不要对号入座。)的思想一般都比较顽固的缘故吧。专家的头脑中有过多的思维定式,遇到问题多是从自己以往的经验去判断,如果不符合自己的经验,就会下结论“你做的试验有问题,重做!”。从科学发展的角度看,所有的理论都是建立在对现象的观测的基础上的,随着科学的进步,以往的理论很可能会被推翻或着发展,所以尊重“试验结果”才是更科学的研究科学的方式(理论先行也非常重要,但对我们大多数人来说,还是需要试验为基础)。 每年钟老师实验室会承接大量的临床前研究和生物等效性研究的项目,貌似每年要做50多个。因此,实验室的研究生可以在很短的时间内,接触了大量的研究实例,对于研究生开拓视野和综合能力的培养非常有帮助。每周的组会就是师兄、师姐们大展身手的机会。钟老师那敏锐的思维、犀利的提问,让每个汇报人“痛并快乐着”,“痛”是因为被抓住了自己工作的漏洞,“快乐”是因为每次汇报就是一次提高的机会。除了钟老师的提问,陈老师的发问也经常让人不寒而栗;此外,其他研究生更不会放过机会来展示自己的观点,我记得韩师姐、曾师姐和谢师兄的问题总是很独到,尤其是讲话的腔调,让我记忆犹新。我很享受那几年组会的经历,正是在组会上,我培养了对研究的兴趣。多年以后,我在现在的研究团队中,又发现了那种久违的讨论氛围,在我想彻底放弃研究生涯的时候,又多了一丝希望。 为何开头我强调“试验观测”的重要性呢?我想给大家分享一下我做过的一个研究实例。艾瑞昔布是恒瑞医药开发的一个COX-2选择性抑制剂,相当于辉瑞的重磅炸弹药物(销售额23.8亿美金)塞来昔布的me too药物,现已国内上市。我主要负责其临床前研究,鉴定其在大鼠体内的代谢产物,详细研究工作见我的硕士论文(《艾瑞昔布在大鼠体内的代谢与排泄研究》)。当时采用的技术主要是“碰撞诱导解离(collision-induced dissociation technique,CID)”质谱,即用惰性气体在近真空的状态,与离子化的分子发生碰撞,从而生成分子的系列碎片,而这些碎片是与其结构相关连的,通过分析这些碎片就可推测代谢发生的位点,简单说就是这么一个过程。一般说我们只关心比分子离子峰小的离子,当然在大于分子离子峰的区域确实会有些其他离子,多被认为是仪器噪音而不理会。因为从我们的常识出发,一个砖头,被外力碰撞以后,只能变成碎了的砖头,而不可能变成块头更大的砖头!但在我研究艾瑞昔布代谢物的时候,发现M2在其二级质谱图中,生成了比准分子离子m/z 400多14Da离子,且相对丰度高达60%,这样明显的离子很难被当作背景吧,如下: MS2 of 艾瑞昔布羧基代谢物 进一步对碎片离子m/z 382进行MS3分析,仍然生成了m/z 414,真是非常奇怪。 M3 of 艾瑞昔布羧基代谢物 遇到这种现象后,我多次重复,确认不是试验操作的问题,既然确实存在这种显现,那么这类特殊的离子是否会受实验条件的影响呢?也许找到实验条件与这类离子的关系,即可对其进行解析。这里我使用了一个很重要的研究策略,不去纠结为什么会有这种现象,先不管它什么原因,不要让自己被以前的知识限定;也不去到处问所谓的专家,那样自己多半会更迷茫。我能改变的试验条件就是不同的流动相,分别用甲醇、乙醇、乙腈和丙酮溶解样品,进行流动注射分析,结果见下表: 溶剂对m/z 414离子的影响 做完上面的试验以后,只要具有简单的质谱理论知识,加上基本的逻辑就可以得出可能的结论:m/z 414与流动相中的甲醇有关。换成乙醇m/z 414的质量也增加14,这是阳性相关;乙腈和丙酮是阴性相关。在得出这个结论以后,把这种试验现象进行抽象就会得到类似理论的东西或者说是经验规则(我们所从事的研究多是这种发现)。从而我们对发生在离子阱质谱内的这一步反应用下面的图示说明: M2在离子阱内与甲醇反应的机理 当我们得出了离子阱的这种“单分子-离子反应”与结构中的羧基有关,自然而然我们会想到,是否其他含有羧基的化合物也有这样的现象呢,如果存在的话,会使我们的推论更加有说服力。因此,我又拿实验室已有的含有羧基的化合物进行了分析,结果如下: 其他含有羧基化合物在离子阱内与甲醇反应的结果 以上试验结果的解释看我的硕士论文吧,不再赘述。从这个实例中,我遵循了研究的最基本过程,发现现象-->寻找与现象相关的因素-->解释现象-->推出经验规则-->应用规则。最后,我要顺便感谢钟老师对我画结构式的指点,包括元素字体的选择、线条的粗细、键角的大小等,从这些细节中让我感受到了钟老师治学的严谨。(待续)

[2005-05-03]预则立,不预则废(昔日博士阶段的规划)

整理文件,看到一篇自己在2005年写的一个计划,希望在博士三年中在“内在修养、健康体魄、事业有成”三个方面有所进步。现在看来,有些东西不仅是博士三年要做的,也是我一生要继续努力的。下面红色的为自己今天的注释,其他为原版的文字,为了保持原样,错别字也没有修改。原始的文档保存在QQ收藏夹中,得以这么多年以后,还可以看到。 ================================================= 我博士三年之大计划 纵观古今中外成功人事的经验,虽然他们处于不同的领域和地理环境下,我们可以看到共同具有的坚强的毅力和超人的自制力,这些个人的品质是一个人成功必不可少的。但仅有毅力和奋斗精神也不一定成功,因为有可能还没等你领取胜利果实的时候,已经“过劳死”了!!这方面的例子很多,均瑶乳业的老总多么让人通心呀!所以我们也要培养自己健康的生活习惯和积极向上的生活情趣。 【当时就意识到了身体健康是工作和事业的根本,这个现在更是深有体会,尝试多多种健身方法后,现在坚持晚上不是很忙的时候就去打太极。】 抓住机遇,成功总是青睐有准备的头脑。这告诫我们注意平时点点滴滴的知识积累,以及时刻注意提高自己的修养意识。为什么呢?单纯的知识是枯燥的,没有深厚的修养也是很难驾驭广博的知识的,知识可以有助于我们提高修养,但知识不等于修养!!修养修养边修边养,这是一个慢功夫~我们必须从我们周围的每见小事做起,用那个道德的天平时刻衡量自己的行为和思维方式。 【修养其实是内功,知识只是招式,日久见真功。】 从以上所述,可以针对自己的内在修养、健康体魄、事业有成三个方面来制定自己的计划: •    内在修养:简单的包括行为举止、业余爱好、语言交流三方面。 ①    行要正,坐要端。每天出门前一定要端正衣冠,衣服不求华丽,但一定要整洁;对任何人要有礼貌,不要心存轻视他人之心,自然的处理一切事。 【修内先修外,一方面仪表,一方面仪态。】 ②    关心政事,体味人文!另外培养自己对音乐、绘画、书法方面的情趣,由于时间有限,不强求刻意去做这些事,仅做闲暇时的消遣。 【当时期望多关心些政治,但事与愿违,我讨厌政治。在人文方面,我也没有对音乐、绘画等感兴趣,只是逐渐对宗教和玄学越来越感兴趣,阅读了大量相关书籍。】 ③    口头表达能力!也是一个修养的很重要方面,一方面要能够让别人知道你的想法,另一方面要让人觉得你的语言很美,至少是有特点的。这里的语言包括用“英文”来交流,以后面对的不仅只是国人!!! 【说话能力仍是自己的软肋,估计这个已经定型,难以改变,只能从其他方面发挥了。不再对自己在这方面有所期望,这也是我的特点吧。】 •    健康体魄:有一项可以使自己非常痛快的锻炼方式,游泳计划(每周至少一次),俯卧撑计划(每天50+)~ 【师从任平新师傅学了陈氏太极的老架和小架两路拳,颇有收获!】 •    事业有成:指当前完成博士学业,和在业余时间进行的一些商业探索。 ④    博士期间培养自己对前沿的把握能力,并努力提高写作水平,具体今年的计划是:至暑假结束完成算法理论的学习与实践,达到熟练水平;质谱研究中药的文献总结,提出自己以后研究的思路和方法;完成灯盏花论文以及氟孕酮论文的写作(11月前)。博士期间至少完成5篇论文! 【计算机算法方面越来越感兴趣,为自己从事当前的Modeling & Simulation打下了基础。博士毕业还算顺利】 ⑤  …

质谱(Mass Spectrometry, MS)与药学研究 (4)

麻烦自找自受罪,好事多磨多无果! 早晨很早就来图书馆了,这个周末必须要把两件事做完。已经快中午了,还没有开始。碰到了Prof. M,一直聊她的事情,如果不是另一个PhD的到来,我现在估计还没有脱身。近来一些事情不断的应验,我越来越怀疑这个世界是否是真实的,难道我是在梦中吗?如果我是在梦中,那么是谁在做梦?如果是我,我又怎知是自己在做梦?如果我知自己在做梦,那么我不应该是清醒的吗? 十年前,在那个互联网还不太发达的时代,国内的网络资源极端匮乏,能够从国外大学获取资料成为了一种时尚。我们不知道这些东西过几年就会在国内大学普及化,如果真有此先知,何必浪费时间呢?得不到的东西才会觉得珍贵,而得到的东西往往又不会珍惜。资料可以帮你提升技能和专业修养,前提是真正的使用它。你收集的电子书可否看完百分之一?你拥有的哪个软件被你用到了极致(Excel你真的会了吗)?你Down的英语学习资料可否听过百分之一?每天看到BBS上那些要资料的帖子,我逐渐明白,这个轮回是大多数人都需要经历的,可能有些人N年以后会明白,更有可能会不明白。另一方面,我又很羡慕那些自己没有能力和技术搞到资料,也没有地方找到资料的人,往往他们的前途都比较光明和充满希望。 一位师父讲过一个故事,说的是一些人要到河对岸去,每个人的聪明程度和能力水平各不相同。有的人直接游过去了,当然有的会被淹死;有的人买船票,被船夫载过去;有的人去伐木自己造船;有的人跑到很远的地方去学习造船技术;学习造船技术又分很多种,有的是造木筏,有的是大船,还有的是潜水艇,甚至航空母舰。大家明白了吗?自己属于哪种人呢?貌似那些那些所谓的大牛都是学习造航母出身的。技术越先进,越会偏离自己的本心,学的技术越多越容易成为负累。当你花20年时间学会了航母技术,过河后,你会舍得扔掉它吗? 扛船行走 我不禁想,质谱技术同样如此吧?这个“本心”是实际的药学问题,如成分鉴定、定量分析等,“船”是各种有机质谱技术,如同位素标记、H-D交换、密度泛函理论。。。总有很多学不完的东西,不过我们的时间和精力都是有限的,如何取舍和规划,显得比技术本身更重要。(待续)