使蛋白質檢測更容易

圖1.  Q Exactive質譜儀器內部結構。

Q Exactive是賽默飛世爾科技在2011年ASMS上推出的新型四極桿和軌道阱雜交高分辨質譜儀，將高選擇性四極桿的離子過濾與Orbitrap高分辨準確質量數（HR/AM）測量技術相結合，在分辨率、掃描速度和靈敏度性能上進一步提升，并提供各種高分辨掃描功能，適應不同的應用需要。

Q Exactive系統光路設計

Q Exactive質譜儀由大氣壓離子源、離子導入S透鏡組、彎曲四極桿離子傳輸、雙曲面四極桿質量過濾器、C-Trap離子聚焦和發射四極透鏡、高能碰撞池HCD及軌道阱Orbitrap所組成，內部光路結構見圖1。

Q Exactive質譜的四極桿離子選擇部分不采用RF only模式，可在一個較寬的質量范圍內實現離子選擇（0.4 amu全掃描），且降低了基質干擾的進入。在C-Trap中可進行離子聚焦和發射，并能多次注入離子，在所有離子累加后再進入到Orbitrap質量分析器中。C-Trap后是獨立的HCD碰撞池，從而獲得和三重四極桿類似的碎裂譜圖。

Q Exactive質譜系統在提高FT質譜的掃描速度方面作了多項創新設計，采用了如下技術：

先進信號處理技術，通過新的算法對FT信號進行解析并改進檢測系統的硬件，在同樣時間長度的信號流采集可提高2倍分辨率。

通過平行離子注入和檢測技術，即在Orbitrap進行高分辨掃描時，同時進行離子的注入和碎裂，為下一個MS/MS掃描做準備，因此可在1s內獲得1張全掃描MS譜圖和10張高分辨精確質量數的（HRAM）MS/MS全掃譜圖。

預測的自動增益控制（pAGC），用于快速數據關聯掃描分析。

譜圖疊加功能（Spectrum Multiplexing）：在選擇離子并多次累加或選擇并保存多達10種母離子，然后一起送入Orbitrap掃描。在目標物SIM（單離子監測）實驗中，可在C-Trap中富集多個SIM離子，然后一起送入到Orbitrap做高分辨掃描，適用于多成分的快速檢測，可在1s內同時檢測48種成分，并改善了信噪比。多重檢測提高了整體系統工作周期的效率，能夠更好地與UHPLC兼容。

圖2.  Thermo Scientific Q-Exactive蛋白組學工作流程。

蛋白質組學研究的綜合平臺

與其他領域相比，蛋白質組學從Orbitrap技術中受益良多。Q Exactive質譜儀為蛋白質組學定性和定量分析應用提供了強大的，易于使用的高分辨率精確質量（HR/ AM）功能。它非常適用希望在一個質譜平臺上完成蛋白組學研究從發現（Discovery）、差異比較/相對定量（Discovery Quan）到目標蛋白質定量驗證(Target Quan)這3個階段。由于采集速度的提高和寬的動態范圍，Q-Eaxctive在蛋白組表達譜分析中表現出杰出性能，不論是在鑒定覆蓋率還是對于復雜背景中低含量蛋白質的檢測。對目標蛋白質定量，用HR/AM模式大大簡化了方法開發，并縮短了樣品分析時間，提高了數據的可信度。

與碰撞誘導解離（CID）相比，能量更高的碰撞誘導解離（HCD）往往能產生較好的碎片和更高質量的MS/MS譜圖。

更高質量的譜圖和寬動態范圍有助于更加深入地探索蛋白質組，鑒定更多的蛋白質并定量分析其他儀器所無法找到的蛋白質。

與Q-TOF技術不同，Orbitrap技術不需要在高靈敏度和高分辨率之間做權衡。

Q Exactive儀器的定性/定量分析功能使從蛋白質組發現到目標蛋白質的定量分析和確認工作變得更加容易。

Q Exactive LC-MS/MS通過一系列應用軟件來支持蛋白質組學研究。其中Thermo Scientific Proteome Discoverer軟件用于蛋白質鑒定、修飾和各種標記差異分析，SIEVE軟件用于非標記的差異比較分析，Pinpoint軟件用于目標蛋白定量方法建立、樣品分析和驗證。

結語

Q Excative 將四極桿離子選擇和Orbitrap高分辨掃描結合，提供高質量的全掃描和MS/MS數據，是可靠確證定量的分析工具，和其它類型的串聯雜交質譜比較，在性能和可操作性上具有領先優勢。通過單次分析能夠對復雜基質中成百上千種痕量組分進行鑒定、定量和確認。