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让质谱改变人们的生活 QTRAP的过去、现在和未来

日期: 2017-07-14
浏览次数: 63

SCIEX QTRAP研发:将Q3作为线性离子阱

QTRAP是以组合的RF/DC(射频/直流电压)三重四极杆(Q1Q2Q3)的离子路径为基础,将第三个四极杆(Q3) 改为线性离子阱(LIT) 设计而成。

在20世纪90年代后期,QTRAP作为纯研究工作的一部分进行开发,“看看质谱仪的边际”。这项技术最初的思路是把三重四极杆的碰撞池(Q2)作为线性离子阱,从而获得离子阱牵引力。但是,该方法存在一些技术问题,因此SCIEX使用Q3作为线性离子阱进行研究。虽然Q3的压力很低,并不能达到最佳的预期,但是Q2的碰撞冷却很好,Q3能很有效地捕获离子,使得线性离子阱效果表现得很好。


SCIEX QTRAP的构造

以客户为中心 不断提升QTRAP性能

在进行了几项关键技术的专利申请以后,SCIEX开始将产品商业化。QTRAP是一个独特的技术,因为它将所基于的三重四极杆平台的所有功能与混合四极线性离子阱仪器相结合,提供了在不到一毫秒内两种模式之间切换的可能性。这一点很重要,因此可以做一台同时具有两个平台功能的仪器。现在,可以在同一台仪器上执行两个工作流程。

SCIEX负责人介绍:最初,这个项目被认为风险很高,因此获得商业化批准经历了一些时间。幸运的是,SCIEX的高级管理人员非常愿意为将产品推向现实的发展而努力,所以有了QTRAP产品的商业化。

在QTRAP的发展过程中,SCIEX开发了实时检测的其他方面以及提高MSMS数据质量的方法。为了改善实时候选而提出的动态背景减法的概念,以及碰撞能量的传播(在积累期间变化的CE)最初都是使用QTRAP开发的,并已移植到其他仪器。

SCIEX专注于以客户为中心,也通过各种方式收集客户对硬件和软件性能的快速反馈,比如参观选定科学家的实验室、将仪器放在关键应用领域工作的科学家处等。SCIEX在不同的合作地点部署6个系统,重点是新陈代谢和蛋白质组2个应用领域,以确保向软件团队进行仪器控制和数据处理的快速反馈,从而让仪器得到不断提升。

7款独立QTRAP质谱 助力科学家进行更深层次的研究

QTRAP仪器,将三重四极杆的功能与非常强大的混合四极线性离子阱仪器结合在一个平台上,在SCIEX产品线中非常重要。

最初的仪器就叫“QTRAP®”,是基于API 2000™平台,随后基于其他三重四极平台命名了4000 QTRAP®、3200 QTRAP®,之后命名规则发生变化,有了QTRAP® 5500(基于TripleQuad 5500)、QTRAP® 6500、QTRAP® 6500+和QTRAP® 4500。这样,SCIEX总共有7款独立的QTRAP质谱。

总体来说,QTRAP质谱是一款“完美结合三重四极杆技术与线性加速离子阱技术”、“同时满足定量与定性分析需求”的质谱仪。QTRAP一台仪器可以实现两台质谱的功能,一个平台一次进样同时进行定性和定量分析。QTRAP独特的MRM3扫描功能可以提高定量限,可以用于靶向蛋白质分析的MIDAS技术流程,这种独特的复合型质谱发表文章的潜力很大。

“在SCIEX所有的QTRAP大家庭中,我最难忘的是QTRAP 5500系统。”Jim Hager说。

QTRAP®5500 提供更好的线性离子阱性能

 QTRAP 5500首次使用了弯曲离子路径几何形状,并且首先在线性离子阱中使用一些附加特征,以提供更好的线性离子阱性能。弯曲离子路径是新型QTRAP和TripleQuad质谱平台的重大改变,这使得它的占地面积比以前小得多。QTRAP 5500还从工程角度提出了一些独特的挑战,包括如何使离子跟随非线性离子导向器,以及如何施加有效的轴向磁场来减少噪声。线性离子阱性能的改进是通过调整提取区域中的轴向DC场和径向RF场,来使线性离子阱扫描获得更好的离子强度和更高的分辨能力。通过对萃取区的轴向直流电场和径向射频场进行剪裁,得到了线性离子阱扫描的改进,从而获得了较好的离子强度和更高的分辨力。


SCIEX QTRAP® 5500 LC-MS/MS系统

这样一种高性能的仪器,其中的线性离子阱扫描的灵敏度与MRM测量的灵敏度相符。这使得QTRAP 5500非常适合MRM触发的线性离子阱实验,用于有针对性的分析。

QTRAP用于多种研究

QTRAP有能力以与通常用于定量的MRM相当的水平收集高灵敏度MSMS数据。由于系统可以在这2种操作模式之间以毫秒为单位进行切换,因此可以在复杂矩阵中以选择性方式(MRM)筛选感兴趣的化合物,并获得MSMS确认(trap扫描)以进行库确认或结构表征。

QTRAP把三重四极的能力与一个非常强有力的混合四极线性离子阱仪器结合在一个平台,可以使用MRM触发线性离子阱扫描与库匹配进行有针对性的分析与确认。

QTRAP提供了一个独特的平台,通过MRM进行高灵敏度定量,并在trap模式中增加了高灵敏度MSMS分析的好处。在某种程度上,QTRAP是第一个将定量和定性分析结合在一起的系统。在QTRAP之前,发现复杂基质中的相关化合物是(现在仍然是)一个挑战。通过依赖MRM,在某些情况下预测MRM组合,用户可以量化并确认感兴趣的分析物的存在。QTRAP质谱仪提供了专注于在复杂基质中检测低水平代谢物的能力,这种方法可用于法医应用以及肽酶的定量分析(MRM治疗方法)。科学家们使用SCIEX的QTRAP产品进行了多种研究,并发表了多篇研究成果,如:

1.用于定量性状分析的酵母蛋白质组的完整质谱图谱:P.Picottietal.,Nature,2013(264)266-270“Acomplete mass-spectrometric map of the yeast proteome applied to quantitative trait analysis”;

2.用于法医和兴奋剂中多种药物的基于头发的快速分析:Shahetal.,ChemCent.J.,2014(8)73“Hair-based rapid analyses for multiple drugs in for ensics and doping : application of dynamic multiple reaction monitoring with LC-MS/MS”;

3.克服生物流体蛋白质复杂性,通过MRM3进行靶向和定量蛋白质生物标志物:[J.Jeudyetal.,AnalBioanal.Chem.,2014(406)1193-1200,“Over coming biofluid protein complexity during targeted masss pectrometry detection and quantification of protein biomarkers by MRM cubed(MRM3)”。

QTRAP:让质谱改变每个人的生活

混合四极杆系统在本质上提供了更优的灵敏度和检测极限,因此继续开发QTRAP,提供相同的MSMS灵敏度以确认物种的检测是关键。QTRAP另一个已经被证明成功的方面,即能够执行MRM3,以便超越传统的MRM,进一步提高选择性。这结合了两个阶段的MSMS碎片以提高选择性和灵敏度,已成功地用于消化的血浆中等多肽的分析。

Jim Hager和YvesLe Blanc表示,未来QTRAP仪的主要推动力是灵敏度、速度和动态范围的提高。SCIEX已发表文章证明能减少一个数量级以上的空间电荷的影响。这意味着可以实现线性离子阱扫描的更大动态范围。速度的改善可以通过缩短线性离子阱扫描的时间或缩短线性离子阱不扫描时的周期来消除,SCIEX正在积极地努力提高这些速度,并且一直在努力提高线性离子阱扫描的灵敏度,利用辅助电场来“促使”离子从线性离子阱中流向探测器。

SCIEX中国在QTRAP诞生十五周年之际,也举办了一系列纪念活动,比如5月8日举办的QTRAP在药物代谢研究中的应用高级培训班(详见:助力药物代谢研究应用 SCIEX举办QTRAP应用高级培训班)就是其中重要一环,后期还有盛大的三地庆典活动。SCIEX希望通过这些活动,帮助用户更好地使用QTRAP系列质谱产品,一起“让质谱改变每个人的生活”。

James W. Hager简介

Jim于1987年从多伦多大学物理化学系获得博士学位,之后加入SCIEX担任研究科学家。他除了在研究部门工作外,还从事产品开发和产品定义。 他目前的研究领域是线性离子阱质谱法。 由于与QTRAP技术有关的工作,Jim在加拿大获得2014年Fred P. Lossing质谱杰出贡献奖。 他的工作包括50个参考出版物和已经获得的24项美国专利。

YvesLe Blanc简介

Yves Le Blanc博士是SCIEX应用研究小组的高级研究科学家。他的主要兴趣领域是基于混合MS技术在各个领域定性和定量分析中的应用。Le Blanc做过2年凤凰国际LC-MSMS实验室经理,也因此对定量分析有强烈的兴趣。Le Blanc在SCIEX担任应用化学家、实验室经理、技术营销主管多个角色。 自1995年加入SCIEX以来,他一直直接参与API 3000、API 4000、QTRAP系统以及TripleTOF 5600和SelexION的开发和营销工作。近年来,他的研究领域主要集中在通过扩展现有系统的能力,在肽分析中获得选择性的手段。

SCIEX 简介

SCIEX 帮助科学家和实验室分析人员寻找解决方案来战胜他们面临的复杂分析挑战,从而改善我们生存的世界。凭借在毛细管电泳色谱和液相色谱-质谱行业的领先地位和专业的服务与支持,公司成为全球数以万计的科学家和实验室分析人员值得信赖的合作伙伴,这些人员主要从事基础研究、药物发现和开发、食品和环境检测、法医学及临床研究工作。

SCIEX 拥有 40 多年的创新历史,擅长通过倾听客户心声和理解客户不断变化的需求,开发可靠、灵敏且直观的解决方案,不断重新定义常规和复杂分析可以实现的成果。有关详细信息,请访问



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