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赛默飞推出创新全能型Orbitrap Eclipse三合一质谱仪
点击次数:2265 发布日期:2019-6-25  来源:本站 本站原创,转载请注明出处
ASMS 2019,赛默飞重磅推出三合一系列的创新巅峰之作——Thermo Scientific™ Orbitrap Eclipse™ 质谱仪,旨在解决生物学研究中的分析难题,轻松应对蛋白质组学,生物制药与蛋白质高级结构分析研究中的各项挑战。正可谓是高手过招,招招精彩。

 

在2019年的ASMS会议上,赛默飞推出了两款超高分辨质谱仪,分别是:

Orbitrap Exploris™480质谱仪

Orbitrap Eclipse™三合一质谱仪

 

从这期开始继续Orbitrap的创新之旅,重磅推出三合一超高分辨质谱仪的创新巅峰之作——全能型Orbitrap Eclipse™ 三合一质谱仪

自2013年推出第一代三合一Orbitrap Fusion质谱仪开始,该系列完美整合了四极杆、离子阱和Orbitrap质量分析器的多功能性和可用性,具有超高分辨率、灵敏度、稳定的高质量精度,以及多项可延展性。图1展示了Orbitrap三合一质谱不断革新的进化史。

图1 Orbitrap三合一系列质谱的进化史

 

三合一质谱仪Orbitrap Eclipse™ 平台带来了多项创新,显著改善了质谱数据的深度和质量,特别适用于蛋白组学中对全蛋白质组定量的准确度、高通量需求,生物制药中复杂蛋白或小分子结合的生物药表征,解析蛋白质高级结构等应用难题,真正做到性能比尖,通用万间实验室。

Orbitrap Eclipse™ 三合一质谱仪

核心功能升级

Core function upgrade

为了应对蛋白质组学、生物制药以及蛋白质高级结构分析中不断出现的新的挑战,Orbitrap Eclipse™的核心功能进行了升级(图2),包括新的QR5分段四极杆质量过滤器带来的主动离子管控技术(AIM+),实时检索(Real-time search),深度真空技术(Ultra-high vacuum manifold),选配的质子转移电荷减少(PTCR)技术和选配的高质量范围MSⁿ(HMRⁿ)模式等,助力研究工作持续升级。

图2 Orbitrap Eclipse™三合一质谱仪结构示意图

 

Orbitrap Eclipse™性能指标

无与伦比的分析性能及通用性

●QR5分段式四极杆:出色的母离子选择性和灵敏度

●实时检索:为TMT分析提供前所未有的深度和准确度

●高质量范围MS(HMR),选配:满足复杂天然蛋白复合体的全面分析

●质子转移电荷减少(PTCR)技术,选配:简化复杂的自上而下(top-down)谱图数据

●多种可选功能:带来前所未有的多功能,满足不同应用需求 IC| ETD | UVPD |1M | HMRⁿ | PTCR | FAIMS Pro interface

●通用型接口与界面:与Orbitrap Exploris 480以及TSQ质谱通用,带来良好的易用性

 

全能型Orbitrap Eclipse™三合一质谱仪轻松应对生物学研究中的各项挑战

图3 生物学研究中的各种挑战

 

面对复杂的生物学研究,全能型Orbitrap Eclipse™通过自身的各种武功秘笈,均能帮助科研人员轻松过招。

 

挑战1

蛋白组学—复杂样品中蛋白质动态范围宽

 

Solution QR5分段式双曲面四极杆,提升灵敏度和特异性

图4 QR5分段式双曲面四极杆可有效提升蛋白和肽段鉴定数目

在0.4m/z隔离窗口时,MS/MS谱图有更高的特异性,可提高鉴定数目。使用QR5分段式双曲面四极杆,可在0.4m/z隔离窗口时提升传输效率和灵敏度(图4)。

 

挑战2

蛋白组学——高通量下的精准定量

 

Solution 2Real-Time Search实时检索

TMT标记定量中,如果使用MS²方法进行定量,由于共流出肽段的干扰存在比值压缩效应,影响定量准确性。而使用MS³方法可以有效提高定量准确性,但即使是使用SPS-MS³方法,与MS²方法的定量肽段数目相比仍有些差距。

究其原因,一部分是因为OT MS³需要时间更长,另一部分是因为只有40-50%的MS²谱图可得到鉴定。而无法得到鉴定的50-60% MS²谱图对应的OT MS³谱图其实是浪费了采集时间。

图5 实时检索 SPS MS³的原理示意图及与SPS MS³的对比

实时检索(Real-Time Search)通过在流程中加入实时数据库快速检索,确定哪些MS²谱图可得到鉴定,并决定是否进行MS³采集(图5)。Eclipse中内置方法模板(图6),单击即可设置,其采用Comet搜索引擎(与SEQUEST类似),可使用任意数据库,最多3个任意修饰,并可调整pass/fail阈值。

图6 实时检索数据采集流程

实时检索方法可显著提高定量肽段数目和通量(图7),并进一步提高SPS-MS³的定量准确性(图8)。

 

图7 实时检索显著提高TMT定量肽段数目和通量

 

 

 

图8 实时检索提高TMT SPS-MS³定量准确性

 

挑战3

蛋白质高级结构分析

 

Solution 深度真空技术,选配的HMR(高质量范围MS),选配的PTCR(质子转移电荷减少)技术

 

01.深度真空技术

全新设计的真空装置可提供深度真空,且扩大了IRM中气压可调范围(0.5-20mTorr),可为完整蛋白的分析提供更高的灵敏度(图9)。

 

图9 深度真空可有效提高完整蛋白的灵敏度

 

 

02.HMR(高质量范围MS),选配

Eclipse中选配的HMRⁿ将Orbitrap质量范围扩展到8000m/z,成为第一台既有MSⁿ又有高质量范围的Orbitrap。

 

在蛋白高级结构分析中,尤其是蛋白质与小分子结合的分析,需要同时分析蛋白质与小分子,HMRⁿ结合多种碎裂方式可同时确定蛋白质结构以及与其结合的小分子(图10)。

图10 HMRⁿ与多种碎裂方式帮助非共价结合的膜蛋白与小分子脂质的同时解析

 

03.PTCR(质子转移电荷减少)技术,选配

由于质谱得到的为m/z的值,如果要得到mass,就必须要确定电荷数,如何在不确定电荷的情况下计算mass呢?现在使用Eclipse中独有的PTCR技术,可帮助测定电荷数目。

图11 PTCR原理

PTCR技术中通过气相的离子-离子相互作用,将蛋白质带有的质子转移给特定的化合物(C₁₄F₂₄)离子,从而造成蛋白质本身电荷减少(图11),得到一系列的电荷减少离子。通过相邻价态离子间的间距即可测定蛋白质的电荷数目。

 

在复杂蛋白质混合物中,由于共流出的存在,很难进行谱图的解卷积以及确定DDA MS²的母离子。在使用PTCR技术后,质谱图更容易解析,可从复杂混合物中解析到更多的蛋白质(图12)。

图12 PTCR技术帮助简化复杂的蛋白质谱图

此外,PTCR可通过降低母离子和/或子离子的价态,帮助解析复杂的MS及MSⁿ谱图,可检测到更多的母离子及碎片,对结构生物学以及生物制药的应用大有助益。

Orbitrap Eclipse™整合了深度真空技术,HMRⁿ以及PTCR技术,使其成为完整蛋白或top-down分析的利器。

 

全能型Orbitrap Eclipse三合一质谱仪的创新得益于赛默飞与行业深度合作,不断聆听用户的需求,完善自身,也得到了用户的积极肯定。

 

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