Q-Exactive在食品安全领域的分析应用网络讲座

2011-10-26 16:36 来源: 分析测试百科
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  2011年10月18日,来自赛默飞世尔科技应用经理叶芳挺博士在分析测试百科网为广大网友带来了题为《四极杆静电场轨道阱质谱食品安全上的应用》报告。叶博士在报告中主要介绍了Q-Exactive在已知目标化合物分析、已知范围的未知物分析、完全未知物分析中的具体分析方法及检测实例,证实了Q-Exactive能够为食品安全分析领域提供一种新的选择,既可以做原来三重四极杆上实现的目标物定量和筛查方法,也可以满足实验室未来面临的非目标物筛查的需求。

Q Exactive高性能台式四极杆-轨道阱质谱仪

  Q-Exactive结构&优点

  Q-Exactive系统是赛默飞世尔科技在ASMS 2011上推出的最新高性能台式四极杆—轨道阱LC-MS/MS系统,该系统重新定义了定性/定量的工作流程。Q-Exactive技术特点包括(1)灵敏度达到高端QQQ的水平;(2)高达140,000FWHM的分辨率;(3)m/z质量范围:50~4000;(4)1ppm的质量精度;(5)最低0.4amu母离子选择性;(6)4~5数量级动态范围;(7)兼容UPLC;(7)每个色谱峰了保证至少11~15个数据点:(8)台式,体积小巧。

Q Exactive质谱系统的内部光路结构 

   叶博士随后向大家介绍了Q Exactive质谱系统的内部结构:在四极杆离子选择部分不采用RF only模式,可在一个较宽的质量范围内实现离子选择;在C-Trap中可进行离子聚焦和发射,并能够保存一部分离子,离子通过累加后再进入到 Orbitrap质量分析器中;还有一个独立的HCD碰撞池,从而获得和三重四极杆类似的碎裂谱图。

S-透镜组件

   Q Exactive质谱系统配备的S-透镜组件采用步进RF电压,可选择不同的质量范围;质量范围由几个S-lens电压决定;降低了离子注入时间的2~3倍;使得离子传输效率提高了5~10倍。

   Q-Exactive的推出提出了最新的“Quanfirmation”工作流程,即可对化合物进行鉴定、定量和确证;在有机污染物的筛查实验中,需要同时实现定性和定量。这类筛查方法可分为三种,已知-已知、已知-未知、未知-未知。叶博士在报告中分别对以上这三种分析方法进行了详细的介绍。

  Known Known 已知目标化合物分析

  以前常用三重四极杆(QQQ)的分析方法,需要对目标化合物逐一优化-费时费力,且目标化合物必须要有标准品;且一次分析的目标化合物不能过多,同时会存在一定的假阳性率。

  相比QQQ的分析方法,Q-Exactive分析已知目标化合物的优点包括:(1)高分辨全扫描定量,无需方法优化;(2)一针分析的目标组分数目没有限制;(3)精确质量数加二级全谱确证;(4)灵敏度=高端QQQ;(5)线性范围达4~5个数量级。

  叶博士指出,实践证明用Q-Exactive,开发方法时间只需几个小时(QQQ大概要几周到几个月的时间)。 举例中,叶博士指出使用Q-Exactive建立了一个12分钟的实验方法,可同时筛查510种农药残留,灵敏度到ppb级。

  叶博士还举例说到目前ThermoFisher上海演示中心已经安装了Q-Exactive,工程师做了19种β-受体兴奋剂的定性定量分析,LOQ低至5 ppt,定量的曲线和RSD都非常好。

  Known Unknown 已知范围的未知物分析

  Known Unknown是Non-target screening非目标物筛查的一种,和目标物筛查的区别是:分析者虽然知道要测的化合物是哪一类(比如农药残留、法医用的毒物毒品等),但不知道具体 要监测哪些物质,比如农药有几千种,具体监测哪些不清楚。这时,可以把怀疑的任何一种化合物的分子式输入列表,借助已包含3,000多种化合物的精确质量的ExactFinder软件,如果需要推断代谢物的结构,可借助Mass Frontier软件来推断碎裂的机理。

  Unknown Unknown 完全未知物分析

  食品安全中的非法添加剂解决方案

  这类样品具备两大特点:(1)含量一般较高;(2)没有任何目标物。叶博士介绍到针对该类化合物的解决方法就是高分辨质谱+SIEVE差异比较软件。SIEVE软件本来是Thermo Scientific为蛋白质组学和代谢组学设计的软件。

  该解决方案流程为:为使统计学上有意义,每个样品至少做三次,用SIEVE软件先将样品和Control样的谱图对齐(Alignment),然后自动分成许多(如:980,000 个)小方块,再去比较每一个小方块里样品和Control样的差异,如果样品里有某个m/z,而Control样里没有这个m/z,就可以找到显著的差异;再用PCA主成份分析法来分析这种找到的差异,判断其在统计上是不是可靠的。

完全未知化合物的筛查和确认

  随后,叶博士通过多个实例,详细介绍了通过添加不同浓度测试,找到非法添加物质;以及通过空白基质和基质添加比较,分析基质对结果的干扰影响。

  综上所述,Q-Exactive具有高分辨率、高灵敏度、高稳定性、高通量、动态范围宽等特性,非常适合于应对食品安全不断出现的新挑战。它为食品企业、食品检测机构等提供了一种新的选择,既可以做原来三重四极杆上实现的目标物定量和筛查方法,也可以满足实验室未来面临的非目标物筛查的需求——如完全未知物的检测。

 

Q&A

  网友:Q-Exactive只能应用于食品安全跟环境安全的应用吗?能应用于其他方面吗?比如说我想做大分子,这仪器可以做吗?

  叶博士:Q-Exactive不仅仅是为食品安全领域设计的,该款仪器也可以做代谢物鉴定。通过大量的分析实验得出,Q-Exactive除了食品安全,在代谢组学、生物大分子领域的分析结果也都是非常理想的。

  网友:Q-Exactive做样品时一定要进行样品预处理吗?一定要先用色谱分离然后用这个仪器分析检测吗?

  叶博士:Q-Exactive不一定要先采用色谱分离,目前Q-Exactive也尝试采用DART离子源,直接进样,分析效果也很好。具体要依据样品的情况而定,将Q-Exactive分辨率设置到最高140,000FWHM时,如果被测化合物能够与干扰物分开的话,则不需要通过色谱分离。

  网友:可以直接做完正离子模式之后,第二针选择负离子模式即可做负离子模式的检测吗?中间需要进行校正码?

  叶博士:Q-Exactive可以做到实时切换,即为这一次扫描做正离子,下一次扫描便可做负离子。所以,做完正离子模式之后,第二针选择负离子模式是完全没有问题的。

  网友:实时极性切换的实现,不需要任何平衡时间吗?也就是说,一个方法里可以同时设定正负离子对吗?

  叶博士:是可以的。

  网友:Q-Exactive大概在什么价位?

  叶博士:大概在60万美金左右。

  网友:叶老师讲的这些应用用LTQ Obitrap XL应该都能做吧

  叶博士:LTQ Obitrap XL能够做,但与Q-Exactive相比(1)LTQ Obitrap XL没有Q-Exactive的灵敏度高;(2)LTQ Obitrap XL做不到实时的正负切换。

  网友:Q-Exactive有其他的碎裂方式嘛?

  叶博士:Q-Exactive还可配备source CID、ETD碎裂方式。

 

  报告下载:四极杆静电场轨道阱质谱在食品安全上的应用》

  讲座视频下载地址:http://www.antpedia.com/corp/data-1239.html


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