TSQ8000三重四極桿GCMS／MS世界里的Smart

高性能、永不停歇、簡便易用

——訪賽默飛世爾科技GC/GCMS市場經理蘆苓博士

　　【導語】第32屆中國質譜學會學術年會的開幕式晚宴上，賽默飛在中國發布兩款最新質譜TSQ 8000 GC-MS/MS及Exactive Plus臺式Orbitrap液質聯用儀。發布會后，本網記者有幸采訪到賽默飛世爾科技GC/GCMS市場經理、資深的質譜應用專家、很多中國客戶都熟知的蘆苓博士，她將帶我們深入了解TSQ 8000新品，希望對您將要進行的工作有幫助；而如果您正在從事質譜方面的研發工作，也希望蘆博士的講解帶您一窺國外質譜產業研發的新動向……

賽默飛世爾科技色譜質譜市場部經理 王勇為博士（左）與賽默飛世爾科技GC/GCMS市場經理 蘆苓博士（右）

TSQ 8000的前世今生

　　TSQ就是Triple Stage Quadruple，即三重四極桿，看到這個名字就知道：賽默飛在三重四極桿質譜上花了多少年功夫。早在1981年，賽默飛就推出了業界第一臺商品化的三重四極桿氣質聯用系統TSQ 45；隨后TSQ三重四極桿主要應用于液質市場并屢屢創新；2007年在大連參加全國色譜會的學者們一定還記得，賽默飛在全球同步推出了TSQ Quantum GC-MS/MS，一度開創了近代三重四極桿的新時代；而2012年 ASMS上推出的TSQ 8000 GC-MS/MS帶給我們的是另一種驚喜，它小巧精致，體積只有一臺單四極桿GC-MS的大小，同時也把賽默飛單四極桿ISQ的獨家本領“信手拈來”——成為世界上第一臺也是唯一一臺在真空下便可切換離子源的三重四極桿GC-MS/MS。接下來，讓我們看看TSQ 8000這臺“小鋼炮”到底有哪些“絕活兒”吧。

TSQ 8000 GC-MS/MS

三大核心價值

　　蘆博士總結得非常簡單，TSQ 8000 GC-MS/MS系統的核心價值體現在三點：（1）高性能；（2）永不停歇的效率；（3）MS/MS簡便性。

　　核心價值一：高性能

　　靈敏度和檢測下限： 領先于所有其它供應商

　　TSQ 8000 GC-MS/MS的靈敏度為：100 fg 八氟萘信噪比>5000:1，檢測下限< 6 fg八氟萘。小編查閱資料，TSQ 8000的靈敏度僅低于市場上賽默飛自己的TSQ Quantum XLS Ultra（該指標是：100 fg八氟萘信噪比>12000:1，檢測下限< 6 fg八氟萘）。體積上更為小巧的TSQ 8000，卻具有超高的靈敏度，領先于市場上其它產品。

　　其它領先的技術指標

　　TSQ 8000 GC-MS/MS涵蓋了所有GC-MS的m/z范圍，為1.2-1100 u，一次進樣可以采集上萬對母-子反應通道 (>11000 SRM)。

　　蘆博士表示，TSQ 8000的高性能給用戶帶來的好處是：

　　（1）不管是對現有的、還是未來的法規，日常可輕松達到法規檢測限，使結果更可靠；

　　（2）強大的MS/MS提供新的檢測能力；

　　（3）不僅僅有MS/MS高性能，同時具備全掃描/SIM的高靈敏度功能。TSQ 8000 GC-MS/MS不僅具有超高的MS/MS分析性能，還可作為單四極桿質譜，直接使用現有的標準方法，且全掃描/SIM模式下的靈敏度也位居行業領先地位，1pg八氟萘EI全掃描靈敏度信噪比優于600:1。

　　高靈敏度高性能保證：S型離子光學通道 降噪最有效

TSQ 8000上創新的S型離子光學通道

　　TSQ 8000 GC-MS/MS質譜采用創新的S型離子光學通道，該裝置置于離子源和主四極桿之間，這樣，離子源中產生的離子在進入四極桿之前，S型離子光學通道可過濾掉其中的中性噪音，進一步降低儀器的化學噪音和檢測下限。

　　蘆博士還特別指出，在三重四極桿GC-MS/MS上使用S型通道，比單四極桿上使用的效果更顯著。因為單四極桿中離子傳輸時，同時存在化學噪音和中性噪音；而在三重四極桿中，串聯MS/MS本身已大大降低了化學噪音，過濾掉中性噪音就顯得尤為重要。如上圖所示，由于S型離子光學通道過濾噪音的強大功能，TSQ 8000 GC-MS/MS的噪音水平甚至可降低到每秒僅有2個離子。

,

　　核心價值二：永不停歇的效率

　　在現代的法規實驗室和商業實驗室應用中，用戶更希望的儀器性能是：“吃苦耐勞”、“多產出”、“永葆高性能”、甚至是“永不停歇”。TSQ 8000 GC-MS/MS正是為滿足這些用戶的需求而設計的，其宣傳口號就是——“永不停歇的效率”。在此，蘆博士舉例了德國一家第三方檢測實驗室，他們采用TSQ 8000進行了大量的農殘分析工作（如下圖所示），在1400針進樣10 ppb的農殘樣品后，%RSD值仍低于歐盟對定量下限的規定，這一數據有力地表明：TSQ 8000可長時間維持高性能和高靈敏度，獲得更多的結果報告，具有“永不停歇的效率”。

　　另外，在數據處理方面，TSQ 8000上有很多新穎的功能，也可以提高樣品通量，大幅提高效率，比如：強大的 t-SRM 結合合適的前處理最大化的加快分析速度；組合多種方法、對更多的目標物一次進樣快速檢測。在下一節“核心價值三”中，蘆博士將重點介紹簡便高效的數據處理。

1400個樣品前后10ppb農殘%RSD低于歐盟對定量下限的規定

　　硬件第一大保證：ExtractBrite離子源

　　能夠實現永不停歇的分析，硬件設計上要先歸功于TSQ 8000ZL、無線、可拆卸的ExtractBrite離子源。

ExtractBrite離子源

　　首先，ExtractBrite離子源的三道防御抗污染設計保持了離子通道的長期清潔：（1）特有、雙獨立加熱系統分別加熱離子源和離子光學通道，保持系統長期的清潔；（2）ZLRF lens（離子光學通道保護鞘），保護了S型離子光學通道和主四極桿不受污染；（3）排斥極進一步延長了運行時間。

　　其次，在長期高基質的情況下工作，離子源總有“臟”的時候，大部分GC-MS更換離子源需要停真空，這樣至少要耽擱大半天的時間；而TSQ 8000的ExtractBrite離子源采用無線設計和真空鎖定裝置，用戶可在不放真空的情況下，2min內快速更換離子源，這在業界是獨一無二的性能，使該儀器的工作效率得到更進一步的提升。

不停真空更換離子源

　　硬件第二大保證：新一代GC—Trace 1300系列

　　 今年3月Pittcon會議上，賽默飛推出新型氣相色譜Trace 1300系列，小巧的TSQ 8000上即采用了Trace 1300。它最大的特點是：是世界上第一臺采用模塊化設計的氣相色譜，用戶完全可以自行組裝和更換進樣口和檢測器，只需擰3個螺絲，花不到5分鐘的時間。TSQ8000上采用Trace 1300為TSQ 8000帶來了幾大好處：（1）精細的模塊化加工工藝，讓結果變得更準確；（2）模塊式理念，讓分析變得更簡單；（3）模塊化設計，讓維護變得更方便，恢復工作狀態最快。TRACE 1300 GC模塊化的進樣口，使用戶可以快速清潔維護任何進樣口部件（如隔墊和襯管），數分鐘內即可更換整個進樣口模塊；各模塊均采用低熱容設計，可實現更快地升溫、降溫，減少了進樣間的時間，提高了樣品分析通量。

　　Trace 1300可配置8位AI 1310/105位AS 1310液體自動進樣器，以及功能更為強大的Triplus RSH液體自動進樣器。

,

　　核心價值三：MS/MS簡便性

　　據蘆博士介紹，在TSQ 8000 GC-MS/MS上，集成了多種SRM管理工具，可以從不同起點開始，簡單快速地生成MS/MS方法。無論是從已知化合物的保留時間開始，還是從頭建立一個全新化合物的分析，或是將單四極桿GC-MS的SIM方法轉換到三重四極桿GC-MS/MS上，再或是采用其它串聯質譜已有的MRM方法，TSQ 8000系統通過其集成的軟件工具，可快速地建立方法得到高性能的SRM結果。這幾種工具包括：AutoSRM技術，TSQ 8000儀器方法（Instrument method），TraceFinder軟件。首先，軟件工具（如AutoSRM）可快速簡單地提供高性能MS/MS方法；其次，t-SRM 自動優化儀器方法可達到最高靈敏度；然后，同步儀器和數據處理方法，可加快工作流。

SRM管理工具，從任何起點開始，均可簡單快速生成MS/MS方法

　　AutoSRM：TSQ 8000的創新方法

　　AutoSRM又包含三個步驟，1）選母離子；2）選子離子；3）優化碰撞能量。對全新的化合物，可從頭開始創建SRM，還可以從單四極桿的SIM方法開始，或者優化一個已知的SRM方法（比如換一種新的碰撞氣體）。

　　AutoSRM軟件工作流程

　　1）從全掃描譜中選擇母離子

　　對于全新的化合物，可先命名這些化合物，并輸入自動進樣器上樣品瓶的編號，然后選擇“開始AutoSRM”功能，TSQ 8000系統即可自動運行全掃描分析，獲得全掃描的色譜圖。用戶通過點擊色譜圖中的化合物峰，并檢查其質譜圖和提取離子流色譜圖，來確認化合物的峰和保留時間。一旦確認了化合物的峰，AutoSRM顯示化合物最強離子的列表，用戶可從列表中點擊選擇母離子，或完全讓AutoSRM自動選擇。這一步，對于每個已命名的化合物，獲得了它的保留時間和母離子。

　　2）選擇子離子

　　從上一步選擇好母離子后，或者已知單四極桿質譜的SIM方法，都可以開始選擇子離子。AutoSRM給TSQ8000系統信號，在三個不同碰撞能量下自動獲取母離子對應的子離子譜。同樣，AutoSRM顯示最強子離子的列表，用戶可從列表中點擊選擇子離子，或完全讓AutoSRM自動選擇。

　　從這里，用戶可直接輸出母-子離子的反應通道到“儀器方法”（Instrument Method），也可以將通道發送給SRM優化器進行精細優化。

　　3）SRM優化

　　從前兩步得到了每個化合物的母-子反應通道，或者是從其它的MS/MS系統中獲得了這些通道，都可以開始運行SRM優化步驟。對于每一個反應通道，AutoSRM將會自動在10個不同的碰撞能量下運行SRM，用戶可看到信號強度vs碰撞能的曲線。AutoSRM將為每個母-子離子通道選擇最合適的碰撞能，獲得最大的信號強度。用戶可設定能量優化的范圍，比如讓系統優化的碰撞能范圍是5－50eV，步進5eV來優化；也可以在目標能量范圍附近（該目標范圍在上一步選擇子離子時可得到），以步進2eV來優化。一旦AutoSRM優化完所有通道后，SRM列表將被輸入TSQ 8000的儀器方法（Instrument method）中，準備好進行日常分析。

　　在蘆博士談到的一個例子中，用戶采用AutoSRM技術，幾個小時即可優化建立60余種化合物的分析方法。

　　TSQ 8000儀器方法：t-SRM——自動優化儀器方法達到最高靈敏度

　　對于多殘留分析，為了每個化合物獲得足夠的靈敏度，以前手工建立多殘留MRM方法時，用戶需將整個分析過程分成多個segment（分段），然后在每個segment中分配SRM，再去運行和優化多殘留MRM分析的整個方法，過程極其繁瑣。被測物的占空比（duty cycle）常常較低，有些被測物會剛好被劃在采集窗的邊緣，還有些基質干擾會導致保留時間位移從而使選擇的通道缺失，這些都會導致靈敏度不夠。這樣就得調整segment再次優化，直到多殘留中每個化合物的靈敏度都達到要求。但是一旦再加入新的化合物列表，又得重新優化。

　　TSQ 8000儀器方法的特色是，利用基于保留時間的SRM（t-SRM），讓儀器完全自動優化。用戶只需要輸入化合物的保留時間和期望的峰采集時間，一切即可交給t-SRM自動運行。t-SRM會為每個通道設置采集窗口，使采集窗以化合物的保留時間為中心，被測物峰不會再出現處于采集窗口邊緣或缺損的現象；并允許峰相互重疊，可大大提高每個化合物的占空比，有效增加在每一通道上的掃描時間（dwell time），提高了方法的靈敏度。

TSQ 8000上的t-SRM，每個采集窗都以化合物的保留時間為中心，允許峰重疊

　　使用t-SRM，可在一次分析中測定幾百種農殘；用戶還可以很方便地把幾個儀器方法（Instrument method）合并為一個，比如TSQ 8000可將多個單四極桿方法組合在一起，一次進樣即可完成所有分析，大大提高了實驗室工作效率。據蘆博士介紹，TSQ 8000一次進樣可分析超過11,000對的SRM，可應對全球各種多農藥殘留分析的要求。

在單級四極桿上需要運行5次的多殘留分析方法，可在TSQ 8000上一次運行，350種農藥，700個SRM通道，運行時間40分鐘

　　前文已談到，TSQ 8000的單級性能很高，可作為單級四極桿GC-MS，直接使用所有單四極桿的法規方法。而且，TSQ 8000首次推出基于保留時間的SIM方法（t-SIM），也可以幫助用戶快速優化SIM通道，減輕了用戶方法開發的時間，并使方法具有更高的靈敏度。用戶只需輸入每個化合物的質量和保留時間，t-SIM即可自動幫助用戶優化方法。

把TSQ 8000當作單級四極桿使用，左圖為100 ppb的六氯環戊二烯的SIM圖，可以做很好的定量；右圖為五氯苯酚的全掃描圖，和NIST的匹配非常好，因此可做很好的定性確認，在TSQ 8000上，也可以實現一次實驗同時進行SIM定量和全掃描定性確認或者是同時進行SRM定量和全掃描未知物定性。

TSQ 8000首創的t-SIM方法：輸入每個化合物的質量和保留時間，t-SIM即可自動優化方法

　　TraceFinder軟件和CDS數據庫：加速方法開發

　　從TSQ 8000的儀器方法中，可方便地輸出采集列表到TraceFinder CDS（化合物數據存儲數據庫），CDS庫中包含了化合物和其采集參數。用戶可從CDS中，選擇感興趣的化合物來創建TraceFinder處理方法，并同步到儀器方法中。TSQ 8000再使用t-SRM來快速建立分析方法。目前在賽默飛的TSQ 8000和TSQ Quantum系列三重四極桿GC-MS/MS中，已存儲了上千種農藥的數據庫，因此可幫助用戶更快速地建立農藥多殘留分析的方法。

 

三重四極桿氣質市場方興未艾

　　談到單四極桿GC-MS和三重四極桿GC-MS/MS的區別定位，蘆博士表示：單四極桿GC-MS仍會是市場上主力的氣質聯用儀，但隨著法規對檢出限的要求越來越低，樣品基質也更為復雜；同時不管是分析農殘、環境污染物、還是毒品，需要監控樣品的數量不斷增加，從幾十個增加到上百個；而三重四極桿氣質是唯一能夠一次進樣滿足上述要求的分析工具。這也正是三重四極桿氣質市場近幾年發展起來的主要原因。

　　提到用戶，蘆博士談到，歐洲是最早使用TSQ 8000 GC-MS/MS的地區，現在已經得到了很多用戶對該系統的反饋信息。例如上面提到的德國一家第三方檢測實驗室，主要采用TSQ 8000進行茶葉中農殘含量的分析。該實驗室數月的實驗后的反饋是：TSQ 8000操作簡便，能夠輕松滿足其檢測需求，上千個樣品分析后儀器依然能夠維持很高的靈敏度，在分析通量方面明顯提高，大大節省了方法開發的時間。

　　TSQ 8000 GC-MS/MS可被廣泛應用于不用領域的檢測部門，例如環境、食品安全、毒品篩查等。該系統保留了原先TSQ Quantum XLS Ultra氣質的重要性能指標，具有更高的性價比，能夠被更多的用戶所接受，更加適合于常規檢測部門進行高通量分析，該系統的推出將有助于進一步提高賽默飛在氣質市場上的占有量。

　　蘆博士最后表示，她和賽默飛的應用團隊，都非常愿意與中國的用戶一起合作開發建立基于三重四極桿氣質的方法，推動三重四極桿氣質在更多領域的應用。

　　本網收錄相關產品：TSQ 8000三重四極桿氣質質聯用儀

　　咨詢產品信息

　　【結語】采訪后小編有幾點感悟與大家分享：1）國外先進的儀器研發企業，已經把儀器的易用性放在了更重要的地位上，這其中包括軟件設計和硬件設計兩大部分，而軟件在其中的作用更是驚人的，好的軟件可以大大解放人的勞動力，使工作效率成倍甚至幾十倍的增長；2）這些設計先進的儀器，更加強調的都是簡單，用戶可以自己維護。3）儀器尺寸的不斷減小是趨勢。希望與中國的儀器研發者們共勉。