台式Orbitrap 高分辨质谱Q Exactive的特性及功能

2011-9-30 10:43 来源: 分析测试百科
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  2011年9月20日,赛默飞世尔科技的质谱应用工程师马乐先生,通过分析测试百科网的网络讲座,为大家介绍了赛默飞世尔科技台式Orbitrap 高分辨质谱Q Exactive™ 的特性及功能。Q Exactive 是赛默飞世尔科技Orbitrap大家族中的一员,相对于其它常见的液相高分辨质谱联用仪而言,具有分辨率更高,质量稳定性更好,复杂基质中分析的灵敏度更高,速度快、能减少前处理等优势,适合食品安全,环境监测,药物研发,各种组学等诸多领域的应用。

  目前,赛默飞世尔科技拥有最齐全的质谱产品线,包括无机质谱、有机质谱(气质、液质、四极杆、离子阱、轨道阱、傅里叶变换等),同时拥有质谱界最多的专利技术。

  在本次讲座马工主要介绍了赛默飞世尔科技2011年6月在ASMS上发布的Q-Exactive高性能台式四极杆—轨道阱LC-MS/MS系统。相较于2010年发布的第一台台式高分辨质谱——Exactive,Q-Exactive在轨道阱前面又串联了一个四极杆,离子在液相色谱分离过来之后,可选择让离子直接进四极杆质量分析器进行筛选,筛选后母离子进入Exactive中进行高分辨研究。这款系统的核心价值之一是:非常适合于未知物的扫描和定量;最大的优势在于:不需要搜集很多的标准品、就可进行方法优化。

Q—Exactive结构原理

  接下来,马工程师就Q—Exactive的性能特点、工作原理、应用实例等方面进行了详细的讲解。

  Q Exactive用于环境中多残留分析的优势

  硬件特点——混合型质谱

  (1)高分辨静电场轨道FT Orbitrap质谱:可实现精确质量数测定;(2)四极杆质量分析器:可进行母离子选择。

  功能特点——同时定性和定量

  高分辨率下的MS全扫描,定性筛选和基于全扫描的定量分析;高分辨率下的MS/MS全扫描

  定性确证

  针对复杂基质中痕量组分的高灵敏度定量分析。

  Q Exactive的特点

  1、卓越的定量能力:特异性强,灵敏度高,线性范围较宽,快速正负切换,正负切换定量时仍能保证较高的分辨率。

  2、通过高分辨率测定精确质量数进行化合物定性,超高分辨率 R=140,000@200Da,优异的质量稳定性。

  3、体积小巧,为体积最小的高分辨质谱仪。

  Q-Exactive系统秉承强大的Orbitrap技术,能够提供超高的分辨能力和卓越的质量精确度。

Orbitrap工作原理模型:在质谱分类中,Orbitrap属于FT-MS(傅立叶变换质谱)的一种。图中,左边是傅立叶工作原理的模型,右边是Orbitrap工作模型。

  

  Q-Exactive的分辨率

  提高分辨率和质量准确度,能提高高分辨质谱的检出效率。分辨率越高,越能区分出更精细的干扰和目标物。

不同分辨率下两种化合物质谱峰

  对于复杂基质中痕量组分的定性:分辨率是关键。精确质量数及同位素分布受共流出的其他化合物影响,如基质本身的干扰、同质异素化合物的干扰以及其他化合物同位素峰的干扰等。Orbitrap质谱的分辨率全面优于各级别的TOF类质谱。

  Q-Exactive的灵敏度和线性范围

  对于高分辨质谱的定性能力是可以肯定的,那这款Q-Exactive高分辨质谱的定量能力如何呢?马工程师通过实例向大家展示了Q-Exactive高分辨质谱的定量能力。如几分钟内完成了十九种β-agonist(激动剂)的分析。

十九种β-agonist全扫描图谱(5ppt)

  Q-Exactive扫描速度

  马工程师引用了一篇文献,Orbitrap质谱可以同目前比较常用的UHPLC联用。此外还列举了美国加州食品及农业部(CDFA)使用Q-Exactive与UHPLC联用系统做的60多种的农药残留分析:2min内出峰,4秒峰宽。分辨率70,000时,可做到2.4Hz;分辨率35,000时,可做到4.8Hz;最高可做到12Hz (1Hz代表每秒采集一张谱图)。下面是具体图谱:

  最后,马工程师还为大家展示了Q-Exactive在同分异构体的筛选以及510种农药分析中的应用实例。

Q&A

  网友:Orbitrap的后期维护成本有哪些?对使用人员是否有非常高的要求?

  马乐工程师:Orbitrap的流动相、用电量等方面的所有维护成本和三重四极杆是一样的。气体方面,Orbitrap在离子源的雾化器需要用到氮气,Thermo在离子源区的用电量是各家公司中最小的。碰撞池的用量都是很少的,Q-Exactive用氮气、三重四极杆一般用氩气、LTQ Orbitrap中的LTQ用氦气(一瓶气体都可用1-2年)。至于对使用人员的要求,取决于做哪方面的研究。


  网友:Obit跟Q-TOF相比最大的优势和劣势是什么?

  马乐工程师:Orbitrap的主要优势在分辨率高、质量精确度高、定性好、灵敏度高。劣势单从Hz上看,速度会比TOF慢一些;但是,由于Orbi的分辨率比所有TOF高出很多倍,因此在前处理和方法优化方面会大大减少时间。人们真正要实现的,是完成一个特定的实验方法。所以,在方法的速度和通量方面,Orbi不仅没有劣势,还有很强的优势——大大减少前处理时间,大大减少方法优化的时间。


  网友:HCD裂解是在Obitrap里进行还是在C-Trap里进行?

  马乐工程师:都不是,HCD裂解是在HCD碰撞池中进行。HCD裂解池在C-Trap之后。

  网友:现在在中国大陆的销售价格:

  马乐工程师:Obitrap是个大家族,如加不加HCD,软件的配置等都会有个很大的价格差别。大概价格是在几十万美金到上百万美金。


  网友:Q-Exactive这款仪器和LTQ-Qrbitrap的区别在哪里?

  马乐工程师:Q是指四极杆,LTQ指的是二维线性离子阱,二者进入Qrbitrap之前质量分析器是不同的。Q Exactive只能打到二级子离子(即只能实现MS/MS),LTQ可以获得十五级的子离子。


  网友:Q-Obit灵敏度跟Thermo的哪一款串联四极杆比较相近?

  马乐工程师:由于原理不同,两者的灵敏度比较和化合物有关系,不同的化合物结果是不一样的。只能说,Q-Obit灵敏度定性上看,要强于大多数串联四极杆;定量上看,不输给中高端的串联三重四极杆。


  网友:Orbi 阱很小,那么对离子的总量是否有影响,会不会有空间电荷效应呢?

  马乐工程师:会有空间电荷效应,但是赛默飞世尔科技的所有的离子阱都有一个AGC的功能,在每次样品扫描前的预扫描,会自动动态平衡离子注入的数量。


  网友:本次讲座主要提及Orbitrap在小分子领域的应用,是否说明Orbitrap不适合于大分子的研究?

  马乐工程师:在《Nature》、《Science》 等顶级杂志上发表的Orbitrap应用文章都是在大分子领域,Qrbitrap在国外主要是大分子领域居多。因此可以说明Qrbitrap还是很适合大分子领域的研究。


  网友:Orbitrap是新兴的技术,是否经过市场的检验?

  马乐工程师:同上面的问题一样,大量的关于Orbitrap的应用文章,可以说明了这一点,Orbitrap也并不是特别新的技术,只是在每年或每两年都会对技术有改进。


  网友:LTQ-Obitrap,配置了ESI源、APCI源。如应用于大分子,还需什么配置?

  马乐工程师:还是ESI比较多,如果有经费的话建议你可以配置ETD,要比再配置一个离子源更好一些。


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