臺式Orbitrap高分辨質譜QExactive的特性及功能

　　2011年9月20日，賽默飛世爾科技的質譜應用工程師馬樂先生，通過分析測試百科網的網絡講座，為大家介紹了賽默飛世爾科技臺式Orbitrap 高分辨質譜Q Exactive? 的特性及功能。Q Exactive 是賽默飛世爾科技Orbitrap大家族中的一員，相對于其它常見的液相高分辨質譜聯用儀而言，具有分辨率更高，質量穩定性更好，復雜基質中分析的靈敏度更高，速度快、能減少前處理等優勢，適合食品安全，環境監測，藥物研發，各種組學等諸多領域的應用。

　　目前，賽默飛世爾科技擁有最齊全的質譜產品線，包括無機質譜、有機質譜（氣質、液質、四極桿、離子阱、軌道阱、傅里葉變換等），同時擁有質譜界最多的ZL技術。

　　在本次講座馬工主要介紹了賽默飛世爾科技2011年6月在ASMS上發布的Q-Exactive高性能臺式四極桿—軌道阱LC-MS/MS系統。相較于2010年發布的第一臺臺式高分辨質譜——Exactive，Q-Exactive在軌道阱前面又串聯了一個四極桿，離子在液相色譜分離過來之后，可選擇讓離子直接進四極桿質量分析器進行篩選，篩選后母離子進入Exactive中進行高分辨研究。這款系統的核心價值之一是：非常適合于未知物的掃描和定量；最大的優勢在于：不需要搜集很多的標準品、就可進行方法優化。

Q—Exactive結構原理

　　接下來，馬工程師就Q—Exactive的性能特點、工作原理、應用實例等方面進行了詳細的講解。

　　Q Exactive用于環境中多殘留分析的優勢

　　硬件特點——混合型質譜

　　（1）高分辨靜電場軌道FT Orbitrap質譜：可實現精確質量數測定；（2）四極桿質量分析器：可進行母離子選擇。

　　功能特點——同時定性和定量

　　高分辨率下的MS全掃描，定性篩選和基于全掃描的定量分析；高分辨率下的MS/MS全掃描。

　　定性確證

　　針對復雜基質中痕量組分的高靈敏度定量分析。

　　Q Exactive?的特點

　　1、卓越的定量能力：特異性強，靈敏度高，線性范圍較寬，快速正負切換，正負切換定量時仍能保證較高的分辨率。

　　2、通過高分辨率測定精確質量數進行化合物定性，超高分辨率 R=140,000@200Da，優異的質量穩定性。

　　3、體積小巧，為體積最小的高分辨質譜儀。

　　Q-Exactive系統秉承強大的Orbitrap技術，能夠提供超高的分辨能力和卓越的質量精確度。

Orbitrap工作原理模型：在質譜分類中，Orbitrap屬于FT-MS（傅立葉變換質譜）的一種。圖中，左邊是傅立葉工作原理的模型，右邊是Orbitrap工作模型。

　　

　　Q-Exactive的分辨率

　　提高分辨率和質量準確度，能提高高分辨質譜的檢出效率。分辨率越高，越能區分出更精細的干擾和目標物。

不同分辨率下兩種化合物質譜峰

　　對于復雜基質中痕量組分的定性：分辨率是關鍵。精確質量數及同位素分布受共流出的其他化合物影響，如基質本身的干擾、同質異素化合物的干擾以及其他化合物同位素峰的干擾等。Orbitrap質譜的分辨率全面優于各級別的TOF類質譜。

　　Q-Exactive的靈敏度和線性范圍

　　對于高分辨質譜的定性能力是可以肯定的，那這款Q-Exactive高分辨質譜的定量能力如何呢？馬工程師通過實例向大家展示了Q-Exactive高分辨質譜的定量能力。如幾分鐘內完成了十九種β-agonist(激動劑)的分析。

十九種β-agonist全掃描圖譜（5ppt）

　　Q-Exactive掃描速度

　　馬工程師引用了一篇文獻，Orbitrap質譜可以同目前比較常用的UHPLC聯用。此外還列舉了美國加州食品及農業部（CDFA）使用Q-Exactive與UHPLC聯用系統做的60多種的農藥殘留分析：2min內出峰，4秒峰寬。分辨率70,000時，可做到2.4Hz；分辨率35,000時，可做到4.8Hz；最高可做到12Hz （1Hz代表每秒采集一張譜圖）。下面是具體圖譜：

　　最后，馬工程師還為大家展示了Q-Exactive在同分異構體的篩選以及510種農藥分析中的應用實例。

Q&A

　　網友：Orbitrap的后期維護成本有哪些？對使用人員是否有非常高的要求？

　　馬樂工程師：Orbitrap的流動相、用電量等方面的所有維護成本和三重四極桿是一樣的。氣體方面，Orbitrap在離子源的霧化器需要用到氮氣，Thermo在離子源區的用電量是各家公司中最小的。碰撞池的用量都是很少的，Q-Exactive用氮氣、三重四極桿一般用氬氣、LTQ Orbitrap中的LTQ用氦氣（一瓶氣體都可用1-2年）。至于對使用人員的要求，取決于做哪方面的研究。

　　網友：Obit跟Q-TOF相比最大的優勢和劣勢是什么？

　　馬樂工程師：Orbitrap的主要優勢在分辨率高、質量精確度高、定性好、靈敏度高。劣勢單從Hz上看，速度會比TOF慢一些；但是，由于Orbi的分辨率比所有TOF高出很多倍，因此在前處理和方法優化方面會大大減少時間。人們真正要實現的，是完成一個特定的實驗方法。所以，在方法的速度和通量方面，Orbi不僅沒有劣勢，還有很強的優勢——大大減少前處理時間，大大減少方法優化的時間。

　　網友：HCD裂解是在Obitrap里進行還是在C-Trap里進行？

　　馬樂工程師：都不是，HCD裂解是在HCD碰撞池中進行。HCD裂解池在C-Trap之后。

　　網友：現在在中國大陸的銷售價格：

　　馬樂工程師：Obitrap是個大家族，如加不加HCD，軟件的配置等都會有個很大的價格差別。大概價格是在幾十萬美金到上百萬美金。

　　網友：Q-Exactive這款儀器和LTQ-Qrbitrap的區別在哪里？

　　馬樂工程師：Q是指四極桿，LTQ指的是二維線性離子阱，二者進入Qrbitrap之前質量分析器是不同的。Q Exactive只能打到二級子離子（即只能實現MS/MS），LTQ可以獲得十五級的子離子。

　　網友：Q-Obit靈敏度跟Thermo的哪一款串聯四極桿比較相近？

　　馬樂工程師：由于原理不同，兩者的靈敏度比較和化合物有關系，不同的化合物結果是不一樣的。只能說，Q-Obit靈敏度定性上看，要強于大多數串聯四極桿；定量上看，不輸給中高端的串聯三重四極桿。

　　網友：Orbi 阱很小，那么對離子的總量是否有影響，會不會有空間電荷效應呢？

　　馬樂工程師：會有空間電荷效應，但是賽默飛世爾科技的所有的離子阱都有一個AGC的功能，在每次樣品掃描前的預掃描，會自動動態平衡離子注入的數量。

　　網友：本次講座主要提及Orbitrap在小分子領域的應用，是否說明Orbitrap不適合于大分子的研究？

　　馬樂工程師：在《Nature》、《Science》 等頂級雜志上發表的Orbitrap應用文章都是在大分子領域，Qrbitrap在國外主要是大分子領域居多。因此可以說明Qrbitrap還是很適合大分子領域的研究。

　　網友：Orbitrap是新興的技術，是否經過市場的檢驗？

　　馬樂工程師：同上面的問題一樣，大量的關于Orbitrap的應用文章，可以說明了這一點，Orbitrap也并不是特別新的技術，只是在每年或每兩年都會對技術有改進。

　　網友：LTQ-Obitrap，配置了ESI源、APCI源。如應用于大分子，還需什么配置？

　　馬樂工程師：還是ESI比較多，如果有經費的話建議你可以配置ETD，要比再配置一個離子源更好一些。

講座錄制文件下載：https://antpedia.webex.com.cn/antpedia/k2/e.php?AT=RINF&recordingID=885797