QExactive在食品安全領域的分析應用網絡講座

發布時間：2011-10-26 16:36 原文鏈接： QExactive在食品安全領域的分析應用網絡講座

　　2011年10月18日，來自賽默飛世爾科技應用經理葉芳挺博士在分析測試百科網為廣大網友帶來了題為《四極桿靜電場軌道阱質譜在食品安全上的應用》報告。葉博士在報告中主要介紹了Q-Exactive在已知目標化合物分析、已知范圍的未知物分析、完全未知物分析中的具體分析方法及檢測實例，證實了Q-Exactive能夠為食品安全分析領域提供一種新的選擇，既可以做原來三重四極桿上實現的目標物定量和篩查方法，也可以滿足實驗室未來面臨的非目標物篩查的需求。

Q Exactive高性能臺式四極桿-軌道阱質譜儀

　　Q-Exactive結構&優點

　　Q-Exactive系統是賽默飛世爾科技在ASMS 2011上推出的最新高性能臺式四極桿—軌道阱LC-MS/MS系統，該系統重新定義了定性/定量的工作流程。Q-Exactive技術特點包括（1）靈敏度達到高端QQQ的水平；（2）高達140,000FWHM的分辨率；（3）m/z質量范圍：50~4000；（4）1ppm的質量精度；（5）最低0.4amu母離子選擇性；（6）4~5數量級動態范圍；（7）兼容UPLC；（7）每個色譜峰了保證至少11~15個數據點：（8）臺式，體積小巧。

Q Exactive質譜系統的內部光路結構　

　　葉博士隨后向大家介紹了Q Exactive質譜系統的內部結構：在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；在C-Trap中可進行離子聚焦和發射，并能夠保存一部分離子，離子通過累加后再進入到 Orbitrap質量分析器中；還有一個獨立的HCD碰撞池，從而獲得和三重四極桿類似的碎裂譜圖。

S-透鏡組件

　　 Q Exactive質譜系統配備的S-透鏡組件采用步進RF電壓，可選擇不同的質量范圍；質量范圍由幾個S-lens電壓決定；降低了離子注入時間的2~3倍；使得離子傳輸效率提高了5~10倍。

　　 Q-Exactive的推出提出了最新的“Quanfirmation”工作流程，即可對化合物進行鑒定、定量和確證；在有機污染物的篩查實驗中，需要同時實現定性和定量。這類篩查方法可分為三種，已知-已知、已知-未知、未知-未知。葉博士在報告中分別對以上這三種分析方法進行了詳細的介紹。

　　Known Known 已知目標化合物分析

　　以前常用三重四極桿（QQQ）的分析方法，需要對目標化合物逐一優化-費時費力，且目標化合物必須要有標準品；且一次分析的目標化合物不能過多，同時會存在一定的假陽性率。

　　相比QQQ的分析方法，Q-Exactive分析已知目標化合物的優點包括：（1）高分辨全掃描定量，無需方法優化；（2）一針分析的目標組分數目沒有限制；（3）精確質量數加二級全譜確證；（4）靈敏度=高端QQQ；（5）線性范圍達4~5個數量級。

　　葉博士指出，實踐證明用Q-Exactive，開發方法時間只需幾個小時（QQQ大概要幾周到幾個月的時間）。舉例中，葉博士指出使用Q-Exactive建立了一個12分鐘的實驗方法，可同時篩查510種農藥殘留，靈敏度到ppb級。

　　葉博士還舉例說到目前ThermoFisher上海演示中心已經安裝了Q-Exactive，工程師做了19種β-受體興奮劑的定性定量分析，LOQ低至5 ppt，定量的曲線和RSD都非常好。

　　Known Unknown 已知范圍的未知物分析

　　Known Unknown是Non-target screening非目標物篩查的一種，和目標物篩查的區別是：分析者雖然知道要測的化合物是哪一類（比如農藥殘留、法醫用的毒物毒品等），但不知道具體要監測哪些物質，比如農藥有幾千種，具體監測哪些不清楚。這時，可以把懷疑的任何一種化合物的分子式輸入列表，借助已包含3,000多種化合物的精確質量的ExactFinder軟件，如果需要推斷代謝物的結構，可借助Mass Frontier軟件來推斷碎裂的機理。

　　Unknown Unknown 完全未知物分析

　　食品安全中的非法添加劑解決方案

　　這類樣品具備兩大特點：（1）含量一般較高；（2）沒有任何目標物。葉博士介紹到針對該類化合物的解決方法就是高分辨質譜+SIEVE差異比較軟件。SIEVE軟件本來是Thermo Scientific為蛋白質組學和代謝組學設計的軟件。

　　該解決方案流程為：為使統計學上有意義，每個樣品至少做三次，用SIEVE軟件先將樣品和Control樣的譜圖對齊（Alignment），然后自動分成許多（如：980,000 個）小方塊，再去比較每一個小方塊里樣品和Control樣的差異，如果樣品里有某個m/z，而Control樣里沒有這個m/z，就可以找到顯著的差異；再用PCA主成份分析法來分析這種找到的差異，判斷其在統計上是不是可靠的。

完全未知化合物的篩查和確認

　　隨后，葉博士通過多個實例，詳細介紹了通過添加不同濃度測試，找到非法添加物質；以及通過空白基質和基質添加比較，分析基質對結果的干擾影響。

　　綜上所述，Q-Exactive具有高分辨率、高靈敏度、高穩定性、高通量、動態范圍寬等特性，非常適合于應對食品安全不斷出現的新挑戰。它為食品企業、食品檢測機構等提供了一種新的選擇，既可以做原來三重四極桿上實現的目標物定量和篩查方法，也可以滿足實驗室未來面臨的非目標物篩查的需求——如完全未知物的檢測。

Q&A

　　網友：Q-Exactive只能應用于食品安全跟環境安全的應用嗎？能應用于其他方面嗎？比如說我想做大分子，這儀器可以做嗎？

　　葉博士：Q-Exactive不僅僅是為食品安全領域設計的，該款儀器也可以做代謝物鑒定。通過大量的分析實驗得出，Q-Exactive除了食品安全，在代謝組學、生物大分子領域的分析結果也都是非常理想的。

　　網友：Q-Exactive做樣品時一定要進行樣品預處理嗎？一定要先用色譜分離然后用這個儀器分析檢測嗎？

　　葉博士：Q-Exactive不一定要先采用色譜分離，目前Q-Exactive也嘗試采用DART離子源，直接進樣，分析效果也很好。具體要依據樣品的情況而定，將Q-Exactive分辨率設置到最高140,000FWHM時，如果被測化合物能夠與干擾物分開的話，則不需要通過色譜分離。

　　網友：可以直接做完正離子模式之后，第二針選擇負離子模式即可做負離子模式的檢測嗎？中間需要進行校正碼？

　　葉博士：Q-Exactive可以做到實時切換，即為這一次掃描做正離子，下一次掃描便可做負離子。所以，做完正離子模式之后，第二針選擇負離子模式是完全沒有問題的。

　　網友：實時極性切換的實現，不需要任何平衡時間嗎？也就是說，一個方法里可以同時設定正負離子對嗎？

　　葉博士：是可以的。

　　網友：Q-Exactive大概在什么價位？

　　葉博士：大概在60萬美金左右。

　　網友：葉老師講的這些應用用LTQ Obitrap XL應該都能做吧