來源：分析測試百科網(wǎng)           時間：2022-08-25

       8月17日，DignityMEMORIAL網(wǎng)站發(fā)出了一則訃告：“87歲的馬文·維斯塔（Marvin L. Vestal）于2022年8月17日星期三在馬薩諸塞州弗雷明漢的Metrowest醫(yī)院平靜地去世。他是Christina H. Vestal的丈夫，他們一起度過了超過43年?！?nbsp;

       訃文寫到：[他在猶他大學(xué)化學(xué)物理系獲得博士學(xué)位。自2005年9月1日起，他在馬薩諸塞州馬爾堡的Virgin Instruments Corp工作至今，擔(dān)任創(chuàng)始人，首席執(zhí)行官和首席戰(zhàn)略官。Marvin畢生致力于質(zhì)譜研究領(lǐng)域，并創(chuàng)新了許多先進的科學(xué)儀器方法。他還喜歡閱讀、寫作、網(wǎng)球和工作，直到他去世前兩周。自1964年以來，他是美國質(zhì)譜學(xué)會的終身會員。人們將懷念他，并記住他的無私、善良、好奇心和創(chuàng)造力……] 

        這位質(zhì)譜學(xué)先驅(qū)的離去，引起質(zhì)譜學(xué)術(shù)圈內(nèi)的廣泛關(guān)注。馬文·維斯塔（Marvin Vestal）作為質(zhì)譜學(xué)領(lǐng)域的先驅(qū)之一，本文將回顧他精彩的一生，他的一生可以說，等同于質(zhì)譜學(xué)的發(fā)展史。 

        Marvin在印第安納州彭德爾頓出生和長大，畢業(yè)于普渡大學(xué)，獲得工程科學(xué)學(xué)士學(xué)位和碩士學(xué)位。入學(xué)兩年后他志愿參軍，加入了美國陸軍信號兵團，在那里他學(xué)會了以每分鐘30個單詞的速度復(fù)制莫爾斯電碼，并大大提高了他的打字技巧。本科時Marvin開始在印第安納州拉斐特的Johnston實驗室兼職，在那里他與Henry Rosenstock和Merrill Wallenstein一起工作，他們是Austin Wahrhaftig和Henry Eyring的學(xué)生，開發(fā)了MS的準平衡理論（QET）。Marvin與Rosenstock合作開發(fā)了巧合飛行時間質(zhì)譜儀（Coincidence Time-of-Flight mass spectrometer ），并發(fā)明了一種二次電子倍增器，提高了該儀器的性能。他還與Wahrhaftig合作糾正了原始QET的一個主要問題，并將該理論應(yīng)用于丙烷等“大”分子離子碎片化的計算。這項工作得到了空軍航空研究實驗室的支持，并由Jean Futrell中尉監(jiān)督。 

       1960年，Marvin與約翰斯頓實驗室一起搬到了巴爾的摩，并在約翰霍普金斯大學(xué)的物理研究生院攻讀博士學(xué)位，但當很明顯沒有一個教師對任何大于原子的系統(tǒng)感興趣時，馬文就輟學(xué)全職工作。1967年，Marvin和Bill Johnston，Gordon Fergusson，Bob Jones一同創(chuàng)立了科學(xué)研究儀器公司（SRIC）。當時，化學(xué)電離（CI）方法剛剛由Frank Field和Burnaby Munson引入。SRIC從Humble Oil（現(xiàn)在的?？松梨冢┠抢铽@得了CI技術(shù)的許可，Marvin在美國國立衛(wèi)生研究院（NIH）的Henry M.（Hank）Fales的要求下建立了第一個商品化CI源，雙方建立了長久的友誼，一直到Hank最近去世。Marvin聘請阿爾弗雷德·耶爾蓋（Alfred Yergey）（目前在NIH工作）在SRIC工作，作為他的繼任者，他于1970年離開去攻讀博士學(xué)位。 

       Marvin成為Jean Futrell和Austin Wahrhaftig在猶他大學(xué)化學(xué)物理課程的學(xué)生。很少有研究生在一個領(lǐng)域獨立建立并撰寫提案以獲得自己的研究經(jīng)費。馬文為他的博士論文建造了一個交叉束裝置，以及第一臺研究光解離機制的串聯(lián)四極桿質(zhì)譜儀。在完成論文時，Marvin獲得了NIH RO1資金，并得到了Jim McCloskey的大力支持，并開始構(gòu)建LC-MS儀器，后來被轉(zhuǎn)移到休斯頓大學(xué)（圖2）。麥克洛斯基在馬文完成博士學(xué)位時從休斯頓搬到了猶他州，他和馬文建立了長期的合作。馬文似乎非常享受他的研究生時代，他制定了新的離子分子反應(yīng)理論，建立了新的儀器，擴大了他的朋友和合作者的科學(xué)圈子，并抽雪茄（圖3）。 

圖2、第一臺LC-MS儀器Marvin開始在猶他州建造，后來搬到了休斯頓大學(xué)?！?nbsp;

圖3、1975年畢業(yè)時的馬文 

       憑借成功的RO1資助，馬文在1976年幾乎毫無困難地獲得休斯頓大學(xué)化學(xué)副教授的職位。Calvin Blakley于1972年作為博士后研究員加入Futrell的團隊，他被說服陪同Marvin并成為Hank Fales授予的頭銜“Vestal's Virgins”的成員（圖4）。Calvin仍然是Marvin的長期同事，他們一起開發(fā)了各種儀器，直到Marvin將他的業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)移到馬薩諸塞州的弗雷明漢。 

圖4、“Vestal's Virgins”的成員 

        Marvin在休斯頓的工作集中在藥物和生物醫(yī)學(xué)分析中最重要的接口問題：液相色譜和質(zhì)譜接口。氣相色譜 - 質(zhì)譜（GC-MS）接口已經(jīng)實施了大約十年，商品化儀器已經(jīng)在許多實驗室中運行。然而，大多數(shù)感興趣的生物分子都不適合GC-MS，因為該技術(shù)需要在電離前揮發(fā)分子。將LC與MS耦合是一個更大的挑戰(zhàn)，因為LC的傳質(zhì)速率比大多數(shù)質(zhì)譜儀的真空系統(tǒng)所能容納的要高幾個數(shù)量級。此外，與LC-MS兼容的新型軟電離技術(shù)仍然需要用于非揮發(fā)性和極性生物分子的分析。Marvin和同事們開發(fā)了熱噴霧技術(shù)，最初是一種汽化方法，將LC洗脫的樣品引入CI質(zhì)譜儀。然而，他們很快發(fā)現(xiàn)，當流動相含有較高濃度的電解質(zhì)時，熱噴霧本身可以作為電離方法，產(chǎn)生豐富的分子離子物種，具有很少的片段和低且可預(yù)測的背景。Marvin和他的同事們在Anal. Chem.，JACS和Clin上發(fā)表了關(guān)于這一發(fā)展的開創(chuàng)性論文。并發(fā)表在化學(xué)上（1980）。他們不僅在分析化學(xué)方面提供了關(guān)鍵的創(chuàng)新，而且還發(fā)現(xiàn)了一種全新的電離方法。Marvin通過多次重復(fù)加熱毛細管蒸發(fā)器和離子源配置，不斷改進了熱噴霧的性能。事實上，在 20 世紀 80 年代初，馬文實驗室中不斷發(fā)展的熱噴霧 LC-MS 儀器從未在一種配置中停留超過幾周。在這些持續(xù)改進期間，Marvin及其同事成功地證明了熱噴霧LC-MS在LC-MS的尖端在線肽測序中的力量（發(fā)表于Anal. Chem.，JACS，Science，1984年）。 

LC-MS的接口技術(shù)：ThermoSpray熱噴霧 

       由于直接從臨床標本中方便分析生物化合物，將熱噴霧電離用于藥物和藥物代謝物的應(yīng)用前景極其廣闊。因此Marvin成立了自己的公司Vestec，以生產(chǎn)基于熱噴霧接口的商用LC-MS儀器。很快，該技術(shù)成為第一個實用的LC-MS接口，能夠直接分析生物樣品，并引起了生命科學(xué)界的極大關(guān)注。事實上，商用熱噴霧質(zhì)譜儀幫助LC-MS首次被非質(zhì)譜學(xué)家認可為最強大的技術(shù)之一。此外，Marvin對熱噴霧電離中涉及的離子蒸發(fā)/解吸機制的研究為噴霧電離中的常見性狀提供了基本理解（Mass Spectrom. Rev.，1983）。此外，他將熱噴霧成功應(yīng)用于生物學(xué)上重要且相關(guān)的核苷和肽，提高了生物醫(yī)學(xué)界的興趣，并推動了離子源接口技術(shù)的進一步發(fā)展。此后不久，引入了其他軟電離技術(shù)，如電噴霧（ESI）和基質(zhì)輔助激光解吸電離（MALDI），ESI和MALDI技術(shù)的發(fā)明者后獲得了Nobel獎。特別是John Fenn發(fā)明的電噴霧電離（ESI），提供了更穩(wěn)定的LC-MS接口；穩(wěn)定的界面對于商用熱噴霧LC-MS儀器所創(chuàng)建的廣泛用戶群至關(guān)重要。盡管Thermospray將火炬“傳遞給了ESI”，但不夸張地說，Marvin為生命科學(xué)領(lǐng)域的實用LC-MS奠定了基礎(chǔ)并為ESI鋪平了道路。 

      在Karas和Hillenkamp發(fā)明MALDI之后，Marvin意識到MALDI-TOF在生命科學(xué)界商業(yè)儀器方面的巨大潛力。TOF質(zhì)量分析器和MALDI是絕配，在所有質(zhì)量分析器中原理最簡單，使用起來也相對簡單。從那時起，Marvin的重點轉(zhuǎn)向開發(fā)帶有TOF分析儀的MALDI儀器。1990年，他和Vestec的同事建造了第一臺商用MALDI-TOF儀器，Vestec被PerSeptive Biosystems收購（后來合并到Applied Biosystems Incorporated，ABI）擴大了其商業(yè)可行性。 

       然而，當時的MALDI-TOF性能很差：質(zhì)量分辨率很低，質(zhì)量測量的準確性很粗糙，缺乏MS-MS串聯(lián)質(zhì)譜功能。在接下來的十年中，馬文系統(tǒng)地解決了所有上述問題。1994年，列儂和布朗報告說，通過在電離激光脈沖后應(yīng)用具有精確延遲的提取脈沖，可顯著提高MALDI-TOF的分辨能力。只用了不到一年的時間，馬文就將以前發(fā)表的MALDI生成離子的速度分布與線性和反射式TOF的聚焦要求聯(lián)系起來（延遲提取和反射大幅提升了MALDI-TOF的分辨率和質(zhì)量準確度）。Marvin最重要的成就可能是開發(fā)了TOF分析儀各個組件的綜合理論模型，以期針對特定應(yīng)用優(yōu)化完整系統(tǒng)的性能（Rapid Commun.of MS, 1995; J. Am. Soc. Mass Spectrom.，1998）。這種理論方法的第一個應(yīng)用是設(shè)計一系列采用延遲提取的MALDI-TOF儀器。由此產(chǎn)生的Voyager系列儀器為科學(xué)界提供了質(zhì)量分辨能力超過10,000的MALDI-TOF和質(zhì)量精度低于10 ppm的質(zhì)量誤差。目前使用的MALDI-TOF儀器中有一半以上是基于Marvin的設(shè)計。

MALDI的延遲提取 

       MALDI-TOF的最后一個挑戰(zhàn)是實現(xiàn)MS-MS。Kaufmann和Spengler表征的MALDI-TOF儀器中的亞穩(wěn)衰變無法通過三重四極桿，離子阱或混合TOF儀器達到MS-MS測量所需的分析精度。通過完善他的理論并將其擴展到串聯(lián)TOF的設(shè)計，Marvin成功地構(gòu)建了MALDI-TOF-TOF質(zhì)譜儀，商品化為AB SCIEX的4700 、4800蛋白質(zhì)組分析儀；這些儀器今天在大多數(shù)蛋白質(zhì)組學(xué)中心使用。MALDI-TOF MS和MS-MS系統(tǒng)都對許多重要的研究領(lǐng)域產(chǎn)生了巨大影響，如蛋白質(zhì)組學(xué)，糖組學(xué)，細胞信號傳導(dǎo)，結(jié)構(gòu)生物學(xué)，細胞器成像和聚合物科學(xué)。 

5800 MALDI-TOF-TOF質(zhì)譜儀 

        很少有科學(xué)家和創(chuàng)新者可以在科研和商品化領(lǐng)域同時產(chǎn)生重大影響，也許沒有人比馬文在他40年的職業(yè)生涯中對現(xiàn)代質(zhì)譜學(xué)產(chǎn)生過更深遠的雙重影響。為表彰馬文的重大貢獻，美國化學(xué)學(xué)會（ACS）于2005年授予馬文Frank H. Field和Joe L. Franklin質(zhì)譜杰出成就獎。Marvin為TOF的各種組件開發(fā)了全面的理論模型，并將該理論應(yīng)用于生物應(yīng)用的MALDI-TOF和TOF-TOF質(zhì)譜儀的設(shè)計和優(yōu)化，2010年被ASMS授予質(zhì)譜杰出貢獻獎。由于ASMS 40多年來一直是他從事科學(xué)活動的主要學(xué)會，該獎項對馬文來說具有非常特殊的意義。他確實是質(zhì)譜學(xué)的領(lǐng)軍人物之一，他似乎從不厭倦將理論轉(zhuǎn)化為實用的商業(yè)儀器。2004年從ABI“退休”后，Marvin與妻子Christina一起創(chuàng)辦了一家新公司Virgin Instruments（圖5），他仍然繼續(xù)開發(fā)MALDI-TOF/TOF質(zhì)譜儀，充分應(yīng)用相關(guān)技術(shù)的最新進展和他的理論預(yù)測（J. Mass Spectrom. 2008）。 

圖5、Marvin and Chris Vestal 

        JASMS特別關(guān)注：《質(zhì)譜杰出貢獻獎獲得者的批判性見解：“生物質(zhì)譜的未來”》。在本文中，Marvin認為，結(jié)合MALDI技術(shù)和飛行時間技術(shù)的最新進展，可為解決當前功能蛋白質(zhì)組學(xué)和代謝組學(xué)的挑戰(zhàn)提供一種強大的方法。后續(xù)文章的收集反映了馬文在各個研究領(lǐng)域的理論和工具創(chuàng)新的重大影響；這些論文是由同事和合作者貢獻的，他們受益于馬文的開創(chuàng)性發(fā)展。Randy Nelson描述了他與Marvin的合作，以構(gòu)建“世界上第一個商用MALDI-TOF質(zhì)譜儀系列中的首款儀器”；他和Chad Borges隨后概述了質(zhì)譜免疫測定（MSIA）及其與MALDI-TOF的內(nèi)在聯(lián)系。Al Yergey和同事演示了質(zhì)量閾值聚類算法的應(yīng)用以產(chǎn)生可靠的MALDI譜，Michael Karas和Thorsten Jaskolla討論了統(tǒng)一MALDI分析物質(zhì)子形成機制的證據(jù)，Peter Roepstorff及其同事描述了聯(lián)合分數(shù)對角線色譜和離線納米LC-MALDI以鑒定硝化肽。在接下來的論文中，Catherine Costello和Lianh Han首次將電子轉(zhuǎn)移解離應(yīng)用于碳水化合物的結(jié)構(gòu)鑒定。最后兩篇論文將MALDI-TOF與成像質(zhì)譜相結(jié)合。Robert Murphy和合作者表征了大鼠大腦中脂質(zhì)分子物種的空間分布，用于缺血和創(chuàng)傷性腦損傷模型。Richard Caprioli和Jeffrey Spraggins利用Marvin及其維珍儀器團隊構(gòu)建的MALDI-TOF原型來演示高速離子圖像采集;這一發(fā)展是下一代MALDI成像質(zhì)譜儀器的前奏，該儀器必須滿足更高的空間分辨率和樣本量的應(yīng)用。 

       由于馬文在大學(xué)的任期很短，他培養(yǎng)的學(xué)生比大多數(shù)學(xué)術(shù)研究人員都要少。盡管如此，在他的科學(xué)之旅中，他結(jié)交了許多科學(xué)朋友和同事，他們珍惜和尊重他和他的貢獻（圖6）；這位JASMS副主編很高興能成為他的老朋友之一。對于他的學(xué)生和同事來說，他的大部分職業(yè)生涯都歸功于他的聲譽，他是一位慷慨的導(dǎo)師和溫暖的朋友。作為他為數(shù)不多的學(xué)生之一，這位客座編輯感到非常幸運，能夠在他手下學(xué)習(xí)并親自認識他。能夠為Marvin L. Vestal博士準備這篇重點社論，他將永遠是我的導(dǎo)師，這真是一種榮幸和榮幸。恭喜你，馬文！ 

圖6、2009年好朋友們?yōu)镸arvin慶生，從左至右：Mike Story, Ken Standing, Fred McLafferty, Marvin,和 John Fenn 

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