AxIONiQTGCQTOF：新型串聯GCMS／MS，定量與定性完美結合

　　——珀金埃爾默全球副總裁 Silverio Iacono先生采訪記

【導語】近年來，單級四極桿的氣質聯用已經越來越大眾化，但隨著食品安全、環境安全等領域面臨更多的挑戰，科技工作者們發現了更多新問題無法用傳統的單四極GC-MS解決，他們激勵著各大質譜公司推出更多新型的串聯GC-MS/MS，并愿意積極嘗試各種新的儀器，推動其在各個領域的應用。PerkinElmer也不例外，近年來廣羅天下優秀質譜人才，在多年Clarus系列單四極桿GC-MS之上，于今年ASMS推出創新的AxION iQT GC-QTOF。近日，分析測試百科網小編有幸采訪到珀金埃爾默全球副總裁、質譜業務總經理SilverioIacono先生和珀金埃爾默亞太區質譜業務高級經理謝永明博士，他們對新產品AxION iQT GC/MS/MS的由來、優勢、應用和發展進行了詳解，希望能夠對關注新型氣質聯用技術的朋友們有幫助……

珀金埃爾默全球副總裁、質譜業務總經理 Silverio Iacono先生(左)珀金埃爾默亞太區質譜業務高級經理謝永明博士(右)

AxION iQT：鑒定、定量、技術創新之作

　　名字代表寓意，好產品必有好名字。謝永明博士首先解析了新儀器名字的由來：i代表Identification(鑒定)、Q代表Quantitation(定量)、T代表Technovation(技術創新)。以iQT命名，就是希望打造一款既能定性又能定量的技術創新產品，既有三重四極桿的定量性能，又擁有TOF的高速度和高精度定性能力。傳統的Q-TOF體積龐大，PerkinElmer的這臺定性定量兼備的新儀器卻非常小巧精致，閃亮的TOF外殼更引人注目，原來這是一種特殊的玻璃材料制成，膨脹系數極低，內部還有一層，TOF飛行管被包在其中。

AxION iQT GC/MS/MS

收購+廣募群雄+數十年技術積淀AxION iQT GC-QTOF橫空出世

　　PerkinElmer在2011年收購了由John Fenn教授和他的學生Craig Whitehouse博士一起創立的Analytica of Branford(簡稱AOB)公司，John Fenn教授獲得2002年Nobel化學獎大名鼎鼎，AOB公司在離子源設計、TOF儀器設計方面ZL等身，到了PerkinElmer首先發力做出AxIon 2 LC-TOF和獨創的DSA直接進樣離子源。

　　繼對AOB的收購之后，PerkinElmer又“挖”到了質譜界高手UrsStiner。UrsStiner在質譜研發界享譽數十年，他于上世紀80年代在Finnigan公司(賽默飛世爾科技質譜部前身)設計出了TSQ，后來在瓦里安設計出180度彎曲碰撞池的三重四極桿(該技術現在被眾多質譜公司采用)。

　　推廣團隊方面，Silverio Iacono先生本人原在Waters，謝永明博士在多家質譜商業公司工作時，均廣受客戶好評。

　　PerkinElmer原有色譜和質譜的技術積淀、用戶基礎也相當好，比如，PerkinElmer早在1955年就推出了世界首臺商品化的氣相色譜儀，Clarus系列新型氣相色譜和Clarus SQ8單四極桿GC-MS一直深受好評。收購AOB后，PerkinElmer于2010、2011年先后推出Flexar SQ 300型單四極桿LC-MS和AxION 2 LC-TOF，快速進入LC-MS市場。

　　談到新產品為什么要做GC-QTOF，Iacono先生表示：“我們要研發具有自己特色的產品，而不是重復別人的工作，這是我們一直堅持的研發理念。以前單四極桿一種品類的GC-MS打天下，現在正需要用創新性的技術推動GC-MS的發展。實現更快速的定量、更準確的定性、更簡便的操控體驗是客戶和市場的需求，正是為響應新的市場需求，并堅持PerkinElmer的創新精神，我們推出了這款AxION iQT GC-QTOF串聯復合質譜。”

AxION iQT的優勢

　　AxION^? iQT? 不僅具有和三重四極桿GC-MS/MS同樣優異的定量能力，同時還具備Q-TOF的高速、高準確度定性特性。

　　產品亮點

1. 靈活的進樣系統的選擇—可以與各種氣相色譜儀相兼容，包括PerkinElmer^?Clarus^? 580/680系列和Agilent^?7890氣相色譜儀。
2. 冷EI源—可高效生成分子離子峰，用于對化合物進行準確定性和最優定量。有助于分析更多不同種類的化合物。
3. 高達1,000,000 u/sec的掃描速度—每秒可以分析500個化合物，比市場上其它的GC/MS或三重四極桿GC-MS/MS快50倍。
4. 10⁸線性動態范圍—允許在單次實驗中同時檢測高濃度和低濃度化合物，無需稀釋樣品或多次進樣。
5. 節約空間的設計(400mm×700mm)—在一個緊湊的系統中整合了兩臺截然不同的質量分析器方可提供的檢測能力，對實驗室空間及配置的要求極低。
6. 自動識別、自動同步的智能化模塊設計—方便儀器性能優化，簡化維護過程，最大化儀器有效運行時間。

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　　ZL技術：冷EI源——高效生成分子離子峰

　　冷EI源是AxION^? iQT的“獨門絕技”，該技術源于SMB公司的設計，具有PerkinElmer獨家ZL權，可高效生成真正的分子離子峰，顯著提升定量和定性能力。

革新性的低能量冷EI離子源

　　冷EI源設計緊湊，能夠即插即用；相比于傳統的EI方法，減少碎片；低能量(18eV)離子源，促使穩定的分子離子峰的產生。

冷EI源分析類異戊二烯C₁₈H₃₈(左)標準EI源(70eV)分析類異戊二烯C₁₈H₃₈(右)

　　以類異戊二烯C₁₈H₃₈的分析為例，對比標準EI源，冷EI源能夠提供真實的分子離子峰，其優勢為：

　　更優化的定量—可用分子離子峰直接定量，而不是用EI源得到的碎片峰定量，避免干擾；還可選擇用QTOF模式打碎分子離子峰后用碎片進行定量，即真正的MRM模式定量。

　　提高信噪比—可高效得到完整的分子離子峰；不論是用分子離子峰直接定量，亦或用QTOF模式打碎分子離子峰后用碎片進行MRM定量，均可顯著降低背景干擾，得到更高的信噪比和靈敏度；

　　可用于定性鑒定—既有分子離子峰，也有EI碎片，還可以通過QTOF得到碎片，且均為高分辨率精確質量測定，結果更準確。

冷EI源的工作原理

　　冷EI源的工作原理為：先采用超音速擴張方式冷卻、再用低能量(18eV)轟擊離子化。分子束隨載氣進入采樣錐(Skimmer)，通過超音速擴張過程，離子的振動能量被降低，從而被有效冷卻，然后在18eV的電子束轟擊下離子化，高效產生分子離子峰。

　　冷EI源可增強大多數分子的分子離子峰(M+離子)，特別適用于在CI源中分子離子峰響應很小、EI源中主要是碎片的化合物，如：類固醇、長鏈碳氫化合物、半揮發性有機物和脂類化合物等，尤其是省去了脂類化合物衍生化的過程。

　　系統完全模塊化設計易于快速維護

Q-TOF復合串聯質譜設計(登陸后點擊圖片,查看大圖)

　　AXION iQT采用彎曲的離子傳輸系統，將中性粒子干擾降到最低，顯著提高靈敏度信噪比；AXION IQT具有TOF速度的數據采集，無與倫比的MS/MS母離子選擇速度。

　　AXION IQT—Software軟件

AxION iQT系統軟件

　　AxION iQT的系統軟件第一次在質譜儀設計中引入了“以應用為中心(Application Centric)”的軟件操作界面，使其成為當前最方便使用的質譜系統。用戶可以快速完成從方法開發到樣品分析(使用可選配的AxION樣品管理系統)的全過程，全自動、快速地獲得準確的結果。在過去，一個質譜的方法開發往往需要數天時間；如今只要短短幾秒鐘的時間就可以完成，只需在AxION iQT方法編輯器中輸入化合物的名稱即可。

　　AxION iQT系統軟件靈活且易于使用，集成了對氣相色譜儀的控制功能，可以實現與PerkinElmer和Agilent的氣相色譜儀的無縫連接和完全控制。該軟件可以快速啟動，并具備A3特性：自動調諧(Autotune)、自動校正(Autocalibrate)、自動生成棒狀質譜峰(Autocentroid)，其生成的數據文件小，提高了運行速度并節約了硬盤空間。

　　AxION樣品管理系統智能集成各種在線樣品制備

　　AxION樣品管理系統(AxION Sample Manager)是PerkinElmer和CTC Analytics合作開發的產品，賦予了AxION iQT新的能力。以前的CTC樣品管理系統只能一次實驗進行一種方式(如液體進樣、頂空進樣、SPME進樣等)，很繁瑣并且需要手動去切換。而現在的AxION樣品管理系統(AxION Sample Manager)樣品制備和進樣可同時進行，可在液體進樣、頂空進樣及多種樣品前處理模式之間自動切換，大小只有原CTC樣品管理系統的三分之一，能夠帶來優異的生產效率。

　　AxION樣品管理系統：

1. 可方便切換頂空和液體進樣模式；
2. 重疊準備時間模式；
3. 可在線進行SPME(固相微萃取)、MEPS(填充吸附微量萃取)及其它樣品準備；
4. 衍生化和稀釋功能；
5. 智能化時間設定。

　　玻璃外殼的設計更穩定、更美觀

　　AxION iQT采用特殊的高強度玻璃作為外殼，半透明的TOF使儀器看起來更美觀；玻璃材料隨溫度變化而熱脹冷縮的程度不像金屬那么顯著，得到的數據更穩定，受到溫度的影響更小；特殊的高強度玻璃材料耐用性、抗撞擊能力都很強。

AxION iQT讓用戶的分析更快速、更簡便、更節省

　　冷EI源使類固醇檢測不再衍生化

　　SilverioIacono先生表示，AxION iQT給客戶帶來的顯著好處是：儀器操控快速簡便，方法開發更容易。雖然三重四極桿靈敏度很高，但必須針對待分析化合物進行非常細致的優化，才能獲得理想的靈敏度。iQT采用先進的QTOF技術，一次實驗即可完成高分辨的檢測，方法開發很容易。比如，在臨床上檢測激素類固醇，用傳統GC/MS法必須要對樣品衍生。衍生化是個很耗時的事情，而iQT有冷EI源就不需要衍生化，直接可以檢測，而且靈敏度很高，這樣給客戶帶來的好處就是不僅方法開發上簡單，樣品處理化簡單得到的結果也快速準確。

　　Iacono先生說：“AxION iQT是要客戶帶給更好的性能、更優惠的價格、更快的速度，幫客戶更好的解決問題，這也是我們打造IQT時候考慮的因素。”

　　模塊化設計讓客戶學習使用更方便

　　為了方便客戶使用，就像現在手機軟件的應用越來越流行，PerkinElmer也吸取了這方面的經驗，開發了模塊化設計。Silverio Iacono先生講解到：“模塊的智能化設計能夠很方便很直觀讓客戶使用，同時PerkinElmer也有配備一個篩查專用軟件，獨有的高分辨篩查的功能；另外，PerkinElmer還希望打造一個軟件包，盡量變成一個讓客戶能夠很方便的學習使用，不僅是PerkinElmer的數據，包括其他公司的數據，如何定量、定性，都能夠很好的理，這也是PerkinElmer一個參與的計劃。PerkinElmer希望從客戶角度去出發去幫助他們，讓客戶能夠更好的把儀器用起來。”

　　小型化、模塊化幫用戶節省成本

　　AxION iQT短小、精悍，為客戶節省了實驗室空間成本；AxION iQT的模塊化有很多好處，能夠幫助用戶降低安裝和使用維護的成本；模塊化的易用還幫助客戶降低了培訓成本；另外，AxION iQT還幫助客戶降低了方法開發的成本，由于iQT是高分辨定量，和三重四級桿不一樣的，在方法開發上很有優勢的，有時要花一天以上的時間優化很多方面才能得到很好的靈敏度，iQT很快就能就能幫客戶解決。

希望與法規部門合作開發新標準

　　Iacono先生表示，希望能夠與法規部門合作開發新的標準。AxION iQT有獨特的冷EI源，也能支持常規的EI/CI源，又具有高分辨的飛行質譜，所以下一步工作將會做一些化合物的鑒定，專門建立篩查庫，結合高分辨數據和冷EI源，用分子離子峰質量數做快速篩查。

　　將在中國開發環境方面的應用標準

　　“AxION iQT很有技術優勢，PerkinElmer在很多方面想開發各方面的應用，包括食品安全、農殘、刑偵、藥物、臨床診斷、禁用藥物的檢測等，希望AxION iQT能夠在全球得到很好應用的方面。” Silverio Iacono先生講到，“在中國來講，環境方面的應用很關注，我們在這幾個重要的方面都找到了1-2個客戶，給他們看了串聯質譜的數據和單級的數據，他們覺得這個數據很棒，希望能夠很好的合作開發這些應用，建立行業的、國家的標準。”

對于定量市場 PerkinElmer很有信心

　　我們了解到市場很多的需求都是定量，而且定量的要求很高的，比如南美70%的市場是用GCMS來做食品安全方面，PerkinElmer的強項也在于此，AxION iQT希望能夠給市場帶來快速的定量檢測技術，賦予其新的能力，用這樣創新性的技術占領定量市場，滿足客戶的需求。

　　謝博士說：“因為我是從做技術出身的，技術是基礎，質譜是個高科技產品，PerkinElmer在這方面有很好的基礎，有很多創新性的東西，在這個基礎上我們希望針對客戶的需求，針對客戶關注的應用方向(食品、環境、臨床、刑偵等)，希望有很好的技術針對客戶的需求切和他的應用，跟著他們開發、成長，獲得認可，幫助我們打開這樣一個市場，雖然我們是一個后來者，但是我們有信心。PerkinElmer本身是一個好的品牌，具有強大的銷售和技術團隊，這也能夠更好的進行推廣，給客戶帶來更好的服務，未來提高我們的銷售也是非常有幫助的。”